بتن چیست ؟ معرفی کاربرد بتن ، ترکیبات و انواع با فیلم

حتما بارها اسم بتن را شنیده‌اید! بتن چیست ؟! یک سنگ مصنوعی است که سنگدانه‌های آن به کمک دوغاب سیمان به هم متصل شده‌اند. امروزه بتن یکی از مصالح پر استفاده در امر ساخت‌ و ساز است. به همین دلیل در این مقاله بتن‌ را زیر ذره‌بین قرار دادیم و در رابطه با انواع، ترکیبات بتن ، کاربرد آن و غیره به طور کامل همراه با فیلم توضیح داده‌ایم. این مقاله جامع و کامل را از دست ندهید.

فیلم معرفی بتن

پیش از خواندن ادامه مطلب با مشاهده فیلم زیر، این مقاله را با دید بهتری بخوانید.

بتن چیست ؟

بتن‌‌ یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. در دسترس و ارزان بودن مواد اولیه و مقاومت بالای بتن از اساسی‌ترین دلایل استفاده روز افزون آن است.

به زبان ساده، بتن‌‌ را می‌توان محصولی حاصل از اختلاط مواد گوناگونی مانند سیمان، مصالح سنگی (شن و ماسه)، آب و مواد افزودنی دیگر دانست.

در این سنگ مصنوعی، اجزا سنگی توسط دوغاب یا خمیر سیمان سخت شده و به هم وصل شده‌اند، بنابراین پوکی آن از سنگ‌های سالم بیشتر است.

سیمان و آب با یکدیگر فعل‌ و انفعالات شیمایی حرارت‌زا انجام می‌دهند. در نتیجه این واکنش‌ها ماده‌ای ژله‌ای و چسبنده ایجاد می‌شود، که دانه‌های داخل بتن‌‌ به یکدیگر چسبیده و به ماده سختی تبدیل می‌شوند. مقدار اندکی کریستال سیمان نیز در مخلوط ایجاد می‌شود.

در مرحله گرفتن و سخت شدن بتن، ژله سیمان با گذشت زمان غلیظ‌تر شده و حجم آن نیز کم می‌شود، در تمام جرم آن بلورهایی ایجاد می‌شود که ماده سختی را به وجود می‌آورد.

اگر شرایط مناسب باشد سخت شدن بتن‌‌ به صورت پیوسته و با گذشت زمان، حتی تا سال‌ها ادامه پیدا می‌کند.

پس می‌توان نتیجه گرفت اگر از بتن‌‌ به طور صحیح و درست نگهداری شود، با گذشت زمان مقاومت آن افزایش پیدا می‌کند. از اساسی‌ترین کاربرد بتن‌ در ساختمان ، افزایش مقاومت و استحکام آن است.

ترکیبات بتن چیست ؟

شاید برای شما نیز سوال ” بتن از چه موادی تشکیل شده ” پیش آمده باشد. در این قسمت جوابی کامل به شما خواهیم داد.

مواد اصلی تشکیل دهنده بتن به طور کلی شامل موارد زیر است:

سیمان

آب

سنگدانه‌ ها

مواد افزودنی بتن‌

سیمان

به طور کلی ملات سیمان، از مهم‌ترین مواد تشکیل دهنده بتن است.

سیمان در اثر ترکیب با آب، طی واکنش شیمیایی هیدراتاسیون به تدریج شروع به سفت شدن می‌کند.

به ترکیب آب و سیمان، خمیر سیمان می‌گویند. خمیر سیمان، یک ماده چسبنده است که سبب می‌شود ماسه و سنگدانه‌ها به یکدیگر بچسبند.

سیمان انواع مختلفی دارد که پرکاربردترین نوع آن، سیمان پرتلند است.

سیمان پرتلند طبق استاندارهای ایران شامل ۵ نوع است:

سیمان پرتلند معمولی، تیپ I

سیمان با حرارت‌زایی متوسط، تیپ II

سیمان با زود سخت شونده، تیپ III

سیمان با حرارت‌زایی کم، تیپ IV

سیمان ضدسولفات، تیپ V

در مقالات “سیمان پرتلند چیست؟ انواع سیمان پرتلند و کاربرد آن‌ها“ و ” انواع سیمان هیدرولیکی و پرتلند همراه با تمام جزئیات! “ در مورد سیمان پرتلند و هر آنچه که باید در مورد آن بدانید، کامل توضیح داده‌ایم. پس این مقاله را از دست ندهید!

آب

آب مهم‌ترین نقش را در سخت شدن بتن‌ دارد. اگر مقدار آب در سیمان بیشتر از مقدار مورد نیاز باشد، سبب حل شدن ژله شده و مقداری از آن نیز با ذرات غیرفعال‌تر واکنش می‌دهد.

بخشی از این آب با هوایی که در داخل مخلوط حبس شده، فضاهای کوچک و میکروسکوپی را اشغال می‌کند.

البته این آب، بعداً در اثر تبخیر آزاد می‌شود و در نتیجه فضاهای گفته شده، خالی می‌شوند.

پس نتیجه می‌گیریم که افزایش آب منجر به افزایش خلل اضافه در بتن‌‌ شده و مقاومت آن را کاهش می‌دهد.

میزان آب لازم برای واکنش‌های شیمایی در بتن‌‌ حدوداً ۲۰ درصد وزن سیمان است. وابسته به نوع کاربرد، برای سهولت بیشتر بتن ریزی و تراکم باید نسبت آب به سیمان از ۰٫۲ بزرگتر باشد. حتی اگر آب اضافی سبب کاهش مقاومت بتن‌ شود، این نسبت باید رعایت شود.

امروزه با استفاده از مواد روان‌ کننده می‌توان آب بتن‌‌ را حدالامکان کم کرد و در نتیجه مقاومت و روانی آن را افزایش داد.

پیشنهاد می‌کنم در رابطه با روانی و کارایی بتن، مقاله ” کارایی بتن‌ چیست؟ کارایی و روانی بتن‌ چه تفاوتی دارند؟ “ را حتماً مطالعه کنید.

کیفیت آب مورد استفاده در ساخت بتن‌، بسیار مهم است.

ناخالصی آب ممکن است مشکلاتی را به وجود آورد؛ برخی از این مشکلات عبارتند از:

مشکل در گیرش سیمان

کاهش مقاومت بتن

ایجاد لکه در سطح بتن‌‌

زنگ زدن آرماتور

چه آب‌هایی برای ساخت بتن مناسب است؟

آب آشامیدنی

هر آب آشامیدنی مناسب بتن‌ سازی نیست. برخی از آب‌ها چون حاوی درصد بالایی از یون‌های پتاسیم و سدیم هستند، نباید استفاده شوند. چرا که امکان واکنش قلیایی سنگدانه‌ها وجود دارد.

آب بازیافتی

توجه کنید که میزان مواد جامد این آب، نباید از ۱% وزن کل سنگدانه‌ ها بیشتر باشد.

آب شور

در ساخت بتن معمولی مشکلی ایجاد نمی‌کند، اما نباید در ساخت بتن مسلح یا پیش‌تنیده به دلیل امکان واکنش شیمایی با فولاد و احتمال زنگ زدگی استفاده شود.

در مورد میزان آب این نکته را به خاطر داشته باشید که هرچقدر نسب آب به سیمان کمتر باشد، میزان نفوذ‌پذیری بتن‌ کمتر و مقاومت آن بیشتر است.

البته کم یا زیاد بودن آب نیز مشکلات خاص خودش را دارد.

اگر میزان آب مصرفی کم باشد، به بخشی از سیمان آب نمی‌رسد و در نتیجه بدون واکنش باقی می‌ماند.

اگر میزان آب مصرفی زیاد باشد، مقداری آب به صورت آزاد در بتن‌‌‌ می‌ماند و پس از سخت شدن بتن، سبب پوکی و کاهش مقاومت آن می‌شود.

برای مطالعه بیشتر در مورد آب مناسب اختلاط بتن به مقاله “صفر تا صد آب اختلاط بتن و استانداردهای آن“ مراجعه کنید.

سنگدانه‌ ها

یکی دیگر از مواد اصلی بتن‌ سنگدانه‌ ها هستند.

مصالح سنگی ترکیبی از شن و ماسه هستند که حدود ۷۰ درصد وزن بتن و حداقل سه چهارم حجم آن را در بر می‌گیرند؛ پس می‌توان نتیجه گرفت که این مصالح، استخوان‌بندی بتن‌‌ را تشکیل می‌دهند.

کیفیت سنگدانه‌ها امری مهم است. سنگدانه‌های مصرفی به طور معمول، توسط هوازدگی، فرسایش و خرد کردن سنگ‌های مادر ایجاد می‌شوند.

در ساختن بتن‌، مصالح سنگی انتخابی باید به گونه‌ی باشند که سنگدانه های با ابعاد کوچک‌تر فضای خالی بین سنگدانه های بزرگ‌تر را پر کنند. (ریزدانه‌ها فضای بین درشت‌دانه‌ها را پر کنند تا کمترین فضای خالی باقی بماند.)

هر چه‌قدر دانه بندی مواد سنگی مناسب‌تر انتخاب شود، بتن‌‌ مقاوم‌تر و متراکم‌تر بوده و نفوذپذیری کمتری خواهد داشت. بنابراین باید حدالامکان مصالح سنگی در بتن‌ را بیشتر کرد و مقدار دوغاب یا خمیر سیمان مصرفی را کاهش داد.

عوامل مهمی که در انتخاب سنگدانه‌ها حائز اهمیت هستند، عبارتند از:

اندازه سنگدانه‌ ها

شکل سنگدانه‌ ها

برای اینکه در مورد سنگدانه ها بیشتر بدانید به مقاله “سنگدانه ها در بتن ، دانه بندی و انواع آن‌ها با توضیحات کامل“ سر بزنید.

مواد افزودنی بتن

یکی دیگر از مواد تشکیل دهنده بتن ، افزودنی ها هستند. افزودن این مواد در حین ساخت بتن‌، امری ضروری نیست.

مواد افزودنی در شرایط ویژه به بتن‌ برای اهداف خاص افزوده می‌شوند تا ویژگی‌های دل‌خواه را به بتن‌ بیافزایند.

این مواد در خواص بتن‌‌ جوان یا سخت شده می‌تواند مؤثر باشد.

افزودنی‌ها به صورت گرد یا مایع، کمی پیش از اختلاط یا در زمان اختلاط به مخلوط افزوده می‌شوند.

مواد افزودنی بتن‌ به طور کلی دو دسته هستند:

مواد افزودنی معدنی

مواد افزودنی شیمایی

افزودنی های شیمایی و معدنی نیز انواع مختلفی دارند.

انواع افزودنی معدنی

خاکستر بادی

سرباره آتشفشانی

فوم سیلیکا

خاکستر پوسته برنج

متاکائولین

نانوفیبرهای کربنی

انواع افزودنی شیمیایی

زودگیر کننده

دیرگیر کننده

حباب‌ساز

کاهنده آب

تسریع کننده

کاهنده جمع‌شدگی

روان‌کننده

فوق روان‌کننده

ضدخوردگی

اگر می‌خواهید در مورد افزودنی‌های بتن‌‌ تمام نکات لازم را بدانید، پیشنهاد می‌کنم مقاله ” مواد افزودنی بتن‌ چیست ؟| جزئیات انواع | تاثیرات | نکات “ را مطالعه کنید.

انواع بتن و اصطلاحات آن

بتن در انواع مختلفی وجود داشته که هر کدام کاربردهای گوناگونی دارد. در ادامه به شرح انواع بتن می‌پردازیم.

بتن معمولی

بتن معمولی ، به بتنی گفته می‌شود که مخلوطی از آب، سیمان پرتلند، شن و ماسه است.

این نوع از بتن‌‌ همراه با میلگرد یا بدون آن در ساخت سازه‌ها، پیاده‌روها و غیره استفاده می‌شود.

طرح اختلاط آن، به طور معمول ۱:۲:۹  است (یک واحد وزنی آب ، دو واحد سیمان و نه واحد سنگدانه) و وزنی حدود ۲۲۰۰ تا ۲۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب دارد.

اگر به یک مقاله جامع و کامل در مورد اختلاط بتن نیاز دارید، مقاله “صفر تا صد طرح اختلاط بتن + حل گام به گام + نمونه“ را مطالعه کنید.

بتن سبک

بتنی است که چگالی آن از ۱۹۲۰ کیلوگرم بر مترمکعب کمتر است. برخی از سنگدانه‌ های معمولی جهت ساخت بتن سبک استفاده می‌شوند.

بعضی از این سنگدانه‌ها عبارتند از:

سنگ پا

پوکه سنگ

پرلیت

رس

شیل منبسط شده

از مهم‌ترین ویژگی‌های بتن سبک می‌توان به رسانایی حرارتی بسیار پایین آن نسبت به سایر بتن‌ها اشاره کرد.

بتن‌ سبک نیز انواع مختلفی دارد که یکی از انواع آن، بتن‌ هوادار است.

کاربرد بتن سبک عمدتاً در کف‌سازی و بلوک‌های ساختمانی است.

برای اینکه در مورد بتن سبک بیشتر بدانید به مقاله “همه چیز درباره بتن سبک که باید بدانید!“ مراجعه کنید.

بتن سنگین

بتن سنگین ، به بتنی گفته می‌شود که وزن بیشتری نسبت به بتن‌های معمولی دارد (وزن آن به طور معمول ۳۵۰۰ تا ۶۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است).

در ساخت این بتن، از خرده‌های فولاد، چدن یا سولفات باریم استفاده می‌شود. به همین علت وزن آن عمدتاً ۱٫۵ تا ۲٫۵ برابر وزن بتن‌های معمولی است.

از این بتن معمولاً به عنوان سپر در برابر تشعشعات استفاده می‌شود.

بتن‌ سنگین در مکان‌های مختلفی کاربرد دارد. یکی از این موارد ساخت نیروگاه‌های اتمی است.

برای مطالعه بیشتر در مورد بتن سنگین به مقاله “بتن سنگین چیست ؟ ویژگی‌ها، طرح اختلاط و انواع روش های اجرا“ سر بزنید.

بتن مسلح

بتن مسلح که نام دیگر آن بتن آرمه است؛ به بتنی گفته می‌شود که با میلگرد مسلح شده باشد.

جهت مسلح کردن بتن از میلگردهای تقویتی، شبکه‌های توری، صفحات فلزی یا الیاف تقویتی استفاده می‌شود.

مهم‌ترین دلیل استفاده از بتن مسلح، جلوگیری از ترک‌خوردگی و منهدم شدن بتن‌ در برابر نیروهای کششی است.

برای مطالعه بیشتر در مورد بتن مسلح به مقاله “هر آنچه که باید درباره بتن مسلح یا بتن آرمه بدانید!“ مراجعه کنید.

یکی دیگر از راه‌های مقاومت در برابر نیروهای کششی، استفاده از میلگردهای کششی است. در این باره پیشنهاد می‌کنم مقاله “میلگرد کششی چیست و چه کاربردی دارد؟“ را مطالعه کنید.

بتن شفاف یا شیشه‌ای

این نوع از بتن‌، با افزوده شدن فیبرهای شیشه به مخلوط سیمان، آب و سنگدانه‌ها با شیوه‌ای جدید ساخته می‌شود.

بتن شفاف یا شیشه‌ای دارای کاربردهای متعددی است که عبارتند از:

دیوارها

کف‌پوش‌ها

طراحی داخلی

بلوک‌ها و غیره

بتن آسفالتی

بتن آسفالتی مخلوطی از سنگدانه‌ های شکسته، دانه‌بندی شده و فیلر است.

این مخلوط در کارخانه آسفالت حرارت داده شده و با قیر گرم در درجه حرارت‌های معینی مخلوط می‌شود. 

این نوع بتن، به صورت گرم جهت مصرف در راهسازی حمل، پخش و کوبیده می‌شود.

بتن آهکی

در این نوع از بتن‌ به جای استفاده از سیمان، از آهک استفاده می‌شود. کاربرد بتن آهکی عمدتاً در طاق‌ها و گنبدها است.

بتن غلتکی

در ساخت این بتن‌ از سیمان، شن و ماسه استفاده می‌شود و این مصالح با میزان آب کم، با غلتک به یکدیگر فشرده می‌شوند.

از ویژگی‌های بتن غلتکی می‌توان به صفر بودن اسلامپ آن اشاره کرد. اساسی‌ترین کاربرد این نوع از بتن، در راهسازی و سدسازی است.

در مورد آزمایش اسلامپ در مقاله ” نکات مهمی که در مورد آزمایش اسلامپ بتن باید بدانید! “ به طور کامل تمامی مراحل را قدم‌ به‌ قدم توضیح داده‌ایم. پیشنهاد می‌کنم این مطلب را از دست ندهید!

بتن خود متراکم

نوعی بتن‌ است که نیازی به لرزاندن نداشته و به آسانی در قالب با وزن خود، جاری می‌شود.

از اساسی‌ترین ویژگی‌های این نوع از بتن‌، می‌توان به جریان‌پذیری و مقاومت زیاد آن اشاره کرد.

برای آشنایی بیشتر در مورد بتن خودمتراکم، پیشنهاد می‌کنم مقاله ” همه چیز درباره بتن خود متراکم “ را مطالعه کنید.

بتن استامپی

بتن استامپی نوعی بتن‌ معمولی است که بیشتر برای زیبایی ظاهری استفاده می‌شود. کاربرد عمده آن در پیاده‌روها، گاراژها و غیره است.

بتن پلیمری

در این نوع از بتن‌، به جای سیمان از پلیمر استفاده می‌شود و در نتیجه سنگدانه‌ها به پلیمر متصل می‌شوند.

همین کار سبب کاهش حجم حفره‌ها در سنگدانه‌ها می‌شود. بتن‌ پلیمری انواع مختلفی دارد که عبارتند از:

بتن اشباع شده با پلیمر

بتن پلیمری تا حدی اشباع شده

سیمان پلیمری

برای مطالعه بیشتر در مورد بتن پلیمری به مقاله “بتن پلیمری چیست؟ انواع، طرح اختلاط و کاربرد“ مراجعه کنید.

بتن شاتکریت

بتن شاتکریت یا پاششی نوعی بتن معمولی است که در سازه‌هایی که سطوح پیچیده و مشکل دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این نوع از بتن به طور کلی ۳ نوع است:

شاتکریت خشک

شاتکریت تر

شاتکریت الیافی

در مقاله “هر آنچه در مورد بتن شاتکریت یا بتن پاشی باید بدانید! “ به طور کامل در مورد بتن‌ شاتکریت و انواع روش‌های آن توضیح داده‌ایم.

بتن اسفنجی

بتن اسفنجی بتنی است که حدود ۱۵ الی ۲۵ درصد حجم آن را فضای خالی تشکیل داده و گاهی اوقات در ساخت آن از ماسه استفاده نمی‌شود.

به دلیل وجود خلل و فرج زیاد در این بتن، آب به آسانی از آن عبور می‌کند. کاربرد عمده این بتن در پانل‌های جداکننده، شیب‌بندی، کف سازی و غیره است.

بتن آماده

این نوع از بتن‌‌ در کارخانه آماده شده و به محل موردنظر توسط تراک میکسر منتقل می‌شود.

البته باید به زمان لازم جهت حمل‌ و نقل توجه کرد زیرا ممکن است در صورت تأخیر، مخلوط سخت شود.

برای اطلاع از نحوه حمل بتن و زمان مناسب آن به مقاله ” هر آنچه که باید از انواع وسایل حمل بتن بدانیم! “ سر بزنید.

بتن پیش ساخته

بتن پیش ساخته، در کارخانه ساخته و قالب‌گیری شده است و از طریق ماشین‌آلات به محل کارگاه حمل می‌شود.

قطعات بتنی می‌تواند با هریک از انواع بتن به صورت پیش ساخته در کارگاه یا به صورت درجا در محل اجرای پروژه ساخته شود.

این نوع از بتن‌ کاربردهای مختلفی دارد که از مهم‌ترین موارد می‌توان به استفاده در ساختمان‌سازی، پارکینگ‌های طبقاتی و پل اشاره کرد.

بتن پیش تنیده

از بتن‌ پیش تنیده به طور معمول در پروژه‌هایی که به مقاومت زیادی نیاز است، استفاده می‌شود.

در این نوع از بتن‌‌، آرماتورها پیش از بارگذاری، کشیده می‌شوند، این کار سبب قوی‌تر شدن مقطع جهت تحمل نیروهای کششی می‌شود.

کاربرد بتن‌ پیش تنیده به طور عمده در ساخت پل، روگذر و سازه‌های سنگین است.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن، استفاده در سقف است. به همین منظور پیشنهاد می‌کنم مقاله ” شرح دیتیل سقف پیش تنیده + نحوه اجرا + مزایا و معایب “ را مطالعه کنید.

مشخصات بتن

در اولین لحظات اختلاط، بتن حالت خمیری دارد و پس از انجام دادن عملیات مختلف مانند ریختن بتن در قالب، متراکم کردن و نگهداری بتن، با گذشت زمان خود را گرفته و سخت می‌شود و در انتها به شکل قالب خود در می‌آید.

در مورد تراکم بتن و عمل آوری آن در مقاله‌های “هر آنچه که باید از تراکم بتن و روش‌های آن بدانیم!“ و “هر آنچه که باید در مورد عمل آوری بتن بدانید!“ بیشتر بخوانید.

اگر برایتان سوال است که ” ویژگی های بتن چیست ؟” ابتدا باید انواع بتن‌ را از نظر طول عمر بدانید.

پس به حالت کلی می‌توان گفت طول عمر بتن به دو صورت است و هر دو دوره ویژگی‌های خاص خودش را دارد:

بتن‌ تازه یا جوان

بتن‌ سخت

ویژگی‌های بتن تازه یا جوان کدام است؟

۱. کارایی بتن

به طور خلاصه، بتن‌‌‌ کارا به بتنی گفته می‌شود که ویژگی‌های زیر را شامل شود:

به راحتی ساخته شود.

به راحتی حمل شود.

به آسانی در قالب دل‌خواه ریخته و متراکم شود.

۲. چسبندگی و جدا نشدن دانه‌ها

بتن هیچ‌گاه نباید دچار جداشدگی دانه‌ها از ملات شود. این مورد به طول معمول در مخلوط‌هایی که چسبندگی مناسبی دارند، اتفاق نمی‌افتد.

منظور از جدایی به‌هم‌خوردن یکنواختی پخش ذرات، که سبب جدا شدن اجزاء یک مخلوط ناهمگن می‌شود، است.

دلیل اولیه جدایی را با انتخاب دانه‌ بندی مناسب و دقت در حمل مخلوط می‌توان کنترل کرد.

دلیل دوم جدایی که معمولاً در مخلوط‌های آبدار اتفاق می‌افتد، جدا شدن دوغاب (سیمان و آب) از سایر اجزاء مخلوط است.

در صورت استفاده از دانه بندی هایی که منجر به ساخته شدن بتن‌ کم سیمان می‌شود، اگر مخلوط خیلی خشک باشد نوع اول جدایی دانه‌ها پدید می‌آید.

۳. عدم تراوش یا آب انداختن بتن

منظور از آب انداختن بتن، نوعی جدایی در بتن‌‌ است که در آن قسمتی از آب مخلوط، به بالا (سطح بتن) آمده و از دانه‌ها جدا می‌شود.

علت آب انداختن، عدم توانایی ذرات جامد در نگه‌داشتن همه آب مخلوط و جلوگیری از ته‌نشین شدن آن‌ها است. از نظر کمی می‌توان به صورت کل نشست در واحد ارتفاع (تقلیل در ارتفاع بتن) بیان کرد.

در اثر آب انداختن، لایه بالایی بتن بسیار پر آب شده و زمانی که لایه بعدی برروی آن ریخته می‌شود، این آب حبس می‌شود.

این آب اضافی حبس شده سبب ایجاد لایه‌های بسیار ضعیف و متخلخل و کم‌دوام از بتن‌‌ در هر دو لایه می‌شود.

علاوه‌بر جمع شدن آب در سطح بتن، مقداری از آب بالا آمده نیز در سنگدانه‌های درشت یا زیر آرماتور محبوس شده و ناحیه‌ای با چسبندگی بسیار کم و ضعیف ایجاد می‌کنند.

زمانی که خمیر سیمان سخت شود، آب انداختن بتن‌ نیز متوقف می‌شود.

ویژگی‌های بتن سخت کدام است؟

بتن سخت باید تمام یا بعضی از ویژگی‌های زیر را وابسته به شرایط داشته باشد:

۱) مقاومت در برابر نیروهای وارد شده

در طراحی سازه‌ها مقاومت فشاری بتن‌‌ بسیار مهم است. در طراحی جاده‌ها و سایر دال‌هایی که روی زمین قرار می‌گیرند، به طور معمول از مقاومت خمشی بتن استفاده می‌شود.

در مورد خمش و میلگرد خمشی در مطلب ” ضوابط آرماتور خمشی و برشی چیست؟ چه تفاوتی دارند؟ “ به طور کامل در رابطه با ضوابط و کاربرد میلگرد خمشی توضیح داده شده است.

پس از اینکه رابطه تجربی برای مصالح مورد استفاده بین مقاومت فشاری و خمشی بتن به دست آمد، می‌توان از مقاومت فشاری بتن‌‌‌ به عنوان ضریبی از مقاومت خمشی آن استفاده کرد. (مقاومت خمشی یعنی مقاومت فشاری به توان ۰٫۷۹)

در مورد مقاومت و میلگرد فشاری نیز در مقاله ” آرماتور فشاری چیست و چه کاربردهایی دارد؟ “ توضیح داده شده است.

عوامل اساسی مؤثر بر مقاومت بتن عبارتند از:

نسبت آب به سیمان و سن بتن‌‌‌

محدوده زمانی که عمل هیدراسیون در حال پیشرفت بوده

نسبت سیمان به دانه‌ها (معمولاً وزنی است؛ یعنی نسبت وزن سیمان مخلوط به وزن دانه‌ها)

نوع دانه‌بندی

نوع بافت سطح دانه‌ها

شکل

مقاومت و سختی دانه‌ها

اندازه بزرگترین دانه

جدول زیر نشان‌دهنده مقاومت‌های فشاری برای نسبت‌های گوناگون آب به سیمان در سنین مختلف است. آزمایشات روی نمونه‌های استوانه شکل با قطر ۱۵ و ارتفاع ۳۰ سانتی‌متر به عمل آمده‌اند.

باید توجه داشت که مقاومت فشاری با کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش سن بتن‌‌ رابطه مستقیم دارد (افزایش می‌یابد).

همچنین این عوامل روی مقاومت‌های خمشی، کششی و همچنین بر چسبندگی بتن‌ و میلگرد نیز مؤثر است.

۲) مقاومت در برابر حرارت بالا یا برودت زیاد

زمانی که بتن با گذشت زمان سخت می‌شود، حجم آن کاهش پیدا می‌کند.

در نتیجه این کاهش حجم، امکان ایجاد ترک‌هایی در بتن‌‌ وجود دارد. ولی در عین حال کاهش حجم مفید نیز است زیرا می‌تواند سبب افزایش چسبندگی بین بتن و فولاد شود.

به محض مخلوط کردن بتن، انقباض شروع می‌شود. این انقباض در ابتدا به دلیل جذب آب توسط شن، ماسه و سیمان ایجاد می‌شود.

در مراحل بعدی، انقباض به دلیل تبخیر آبی که به سطح بتن‌ رسیده ایجاد می‌شود. در مرحله گرفتن بتن، به دلیل هیدراته شدن سیمان، مقدار زیادی حرارت به وجود می‌آید و به تدریج که بتن سرد شد، مقداری انقباض در اثر تغییرات حرارت نیز ایجاد می‌شود.

حتی پس از سخت شدن بتن، انقباض ناشی از خشک شدن ممکن است تا ماه‌ها ادامه پیدا کند.

تر و خشک شدن‌های بعدی آن نیز می‌توانند سبب انقباض یا ورم کردن آن شوند. انقباض حرارتی را می‌توان با محدود کردن افزایش درجه حرارت در زمان هیدراته شدن کاهش داد.

این کار با استفاده از روش‌های زیر انجام می‌گیرد:

استفاده از مخلوطی که دارای مقدار سیمان کمی است (حرارت کاهش پیدا می‌کند).

جلوگیری از سخت شدن سریع و استفاده نکردن از سیمان‌هایی که دانه‌های نرمی دارند. (مانند سیمان پرتلند تیپ III)

سرد نگه داشتن شن، ماسه و آب مصرفی در مخلوط

استفاده از قالب‌های فلزی و سرد نگه داشتن آن توسط آب‌پاشی

باز کردن سریع قالب‌ها برای پخش حرارت ناشی از هیدراته شدن

انقباض بتن‌ نیز به عوامل زیر بستگی دارد:

مقدار و نوع سیمان

مقدار آب

اندازه دانه‌ها

مقدار و نوع سیمان

هر چقدر میزان سیمان استفاده شده در واحد حجم بتن‌ بیشتر باشد، میزان انقباض نیز بیشتر است.

مقدار آب

هر چقدر نسبت آب به سیمان بیشتر باشد، مقدار انقباض نیز بزرگ‌تر خواهد شد (چون انقباض ناشی از خشک شدن بتن‌‌ در اثر افزایش حجم آبی که می‌تواند از بتن‌ خارج شود، بزرگ‌تر می‌شود).

اندازه دانه‌ها

مقدار انقباض، با دانه‌های شن نرم و سنگ‌های متخلخل شکسته بیشتر می‌شود.

۳) ثبات حجم

حجم بتن‌‌ سخت شده در اثر تغییرات دما، مقدار رطوبت و تنش‌های متحمل شده، به مقدار کمی تغییر می‌کند.

بتنی که همواره مرطوب نگهداری می‌شود، حجم آن کمی افزایش پیدا می‌کند. زمانی که به بتن‌‌ اجازه خشک شدن داده می‌شود، آب می‌رود. یعنی حجم آن کم می‌شود.

آب‌رفتگی به عواملی زیر بستگی دارد:

مقدار آب اختلاط و دانه

ویژگی‌های دانه

اندازه نمونه

رطوبت نسبی و درجه حرارت محیط

شیوه عمل آوردن

میزان هیدراسیون

زمان

بتن‌ در اثر تنش، تغییرشکل الاستیکی می‌دهد. از تنش‌های متحمل شده، تغییرشکل‌های اضافی دیگری به نام خزش ایجاد می‌شود.

میزان خزش (تغییر شکل در واحد زمان) با گذشت زمان کم می‌شود و بعد از تقریبا ۵ سال به صفر نزدیک می‌شود.

۴) دوام (پایایی) بتن

منظور از دوام بتن، حفظ کیفیت و قابلیت بهره‌برداری در طی زمان است. بتنی که در ساخت و نگهداری آن همه مشخصات فنی رعایت شود، دارای دوام و پایایی زیادی در مقابل شرایط محیطی است.

عوامل مهم در دستیابی به بتن‌ پایا شامل موارد زیر است:

نسبت آب به سیمان

حداقل مقدار سیمان

بتن‌‌ با حباب هوا

بتن‌‌ مقاوم در مقابل حملات شیمایی

بتن‌ مقاوم در برابر سایش

نسبت آب به سیمان

یکی از مهم‌ترین خصوصیات که در دوام بتن‌ مؤثر است، میزان آب استفاده شده در مخلوط است. وابسته به شرایط محیطی و عملکرد سازه، باید نسبت آب به سیمان در مشخصات فنی خصوصی قید شود.

حداقل مقدار سیمان

یکی دیگر از موارد مهم، انتخاب صحیح نسبت آب به سیمان است. تراکم کافی و عمل آوردن مناسب می‌تواند سبب افزایش و بهبود دوام بتن‌‌ شود.

برای دستیابی به ویژگی‌های گفته شده با نسبت آب به سیمان معین، حداقل میزان مصرف سیمان بسته به قطر مصالح درشت‌دانه بتن‌ باید به گونه‌ای باشد تا در کارگاه امکان ویبره زدن وجود داشته باشد.

برای مطالعه در مورد ویبره زدن بتن‌ به مقاله “صفر تا صد جزئیات ویبره زدن بتن” سر بزنید.

بتن‌ با حباب هوا

زمانی که بتن‌‌ در مقابل شرایط یخ زدن قرار می‌گیرد یا برای آب شدن یخ‌های مجاور آن از نمک‌های یخ‌زا استفاده می‌شود، برای افزایش دوام بتن‌ باید از مواد حباب‌ساز استفاده کرد.

برای مطالعه بیشتر در مورد بتن حبابدار و مواد افزودنی حباب هواساز به مقاله “صفر تا صد بتن حبابدار و افزودنی‌های حباب هواساز“ سر بزنید.

بتن مقاوم در مقابل حملات شیمیایی

بتنی که در شرایط کاملاً مناسب و خوب ساخته نشده است، اگر در مجاورت آب‌ها یا خاک‌های آلوده به مواد شیمایی مهاجم و خورنده قرار بگیرد، دوام و پایایی آن به شدت کاهش پیدا خواهد کرد.

انواع مواد شیمایی که سازه‌های بتنی اغلب با آن مواجه هستند:

سولفات‌ها

فاضلاب‌های صنعتی و خانگی

آب‌های شور

آب دریا

مقاوم در برابر سایش

بتن‌‌ مقاوم در برابر سایش به بتنی گفته می‌شود که بتواند به نحوی در مقابل اثرات فرسایشی عبور و مرور، تردد ماشین‌ آلات، ضربه، سریدن مواد یا اسباب و لوازم روی آن مقاومت کند.

در ساخت بتن مقاوم در برابر سایش و فرسایش به چه عواملی باید توجه شود؟

مقاومت فشاری

دانه‌بندی مصالح

اسلامپ

میزان هوا

پرداخت

عمل آوردن

برای اینکه در مورد پرداخت سطح بتن‌ بیشتر بدانید به مقاله “شرح صفر تا صد مراحل پرداخت سطح بتن“ مراجعه کنید.

۵) نفوذپذیری بسیار پایین

در مناطقی که بتن‌‌‌ در معرض هوا یا شرایط محیطی نامساعد دیگری قرار می‌گیرد، باید آب‌بند باشد.

برای دستیابی به بتنی با ویژگی‌های نفوذناپذیری و جذب رطوبت پایین، توجه به نکات زیر در مراحل مختلف کار بسیار مهم است:

نسبت آب به سیمان

نسبت‌های اختلاط

ریختن، عمل آوردن و مراقبت

درزهای ساختمانی

نسبت آب به سیمان

پیشنهاد می‌شود حدالامکان نسبت آب به سیمان از ۰٫۴۵ کمتر در نظر گرفته شود. چرا که در این حالت، خمیر سیمان دارای حداقل سوراخ‌های آبگذر خواهد بود.

نسبت‌های اختلاط

نسبت‌های دقیق اختلاط مصالح سنگی، مقدار آب، سیمان و نیز حداکثر قطر دانه‌ها باید باتوجه به نوع سازه تعیین شود.

مصرف آب اضافی و بی‌رویه سبب پایین آمدن جرم مخصوص و در نهایت سبب بالا رفتن میزان نفوذپذیری می‌شود.

میزان اسلامپ در مخلوط بتن‌ باید همواره کنترل شود و همچنین این میزان به ۵۰ میلی‌متر محدود شود.

اگر به یک مقاله جامع و کامل در مورد اختلاط بتن نیاز دارید، مقاله “صفر تا صد طرح اختلاط بتن + حل گام به گام + نمونه ” را مطالعه کنید.

ریختن، عمل آوردن و مراقبت

ریختن و عمل آوردن بتن‌ در قالب و مراقبت از آن نقش بسیار پررنگی در ساخت بتن‌ توپر با ضریب نفوذپذیری کم دارد.

زمان ریختن بتن‌ باید طوری عمل شود که مواد متشکله جدا نشود. حتی اگر این کار سبب کرمو شدن بتن و افزایش میزان نفوذپذیری شود.

برای بتن توپر مراقبت باید با دقت بالاتری انجام شود. هر چه نسبت آب به سیمان بیشتر باشد، دستیابی به بتنی توپر دشوارتر خواهد بود. همچنین زمان لازم جهت مراقبت و عمل آوردن بتن افزایش می‌یابد.

در مورد عمل آوری بتن‌ در ۳ مقاله ” هر آنچه که باید در مورد عمل آوری بتن‌ بدانید! “ ، ” انواع روش های عمل آوری بتن‌ در یک مقاله “ و ” نکات حرفه‌ای مدت زمان عمل آوری بتن‌ “ هر آنچه را که باید بدانید، توضیح داده‌ایم. این مقالات کامل و جامع را از دست ندهید!

درزهای ساختمانی

چون درزهای ساختمانی همانند درزهای انبساط و درزهای اجرایی از نقاط آسیب‌پذیر در سازه‌های بتنی هستند، بنابراین باید برای اجرای این موارد حداکثر دقت را به کار برد.

کاربرد بتن چیست ؟

یکی از سوال‌های پرتکرار ” بتن چه کاربردی دارد ؟” است، که در این بخش جوابی کامل به آن داده‌ایم.

کاربرد بتن‌ در سازه‌های گوناگونی است. برخی از آن‌ها عبارتند از:

در کارهای ساختمانی، بناهای عادی مسکونی یا صنعتی از جمله اسکلت فلزی و بتنی در ساخت تیر، سقف، ستون، پی.

در راهسازی به عنوان رویه‌های بتنی، دیوار حائل ، جان‌ پناه و غیره.

در راه‌ آهن به عنوان تراورس و علامت‌های راهنمایی و غیره.

در پل‌سازی به منظور پی، پایه، دیوارهای جناحی و برگشتی، شمع، زاویه بستر و غیره.

در بندرسازی و اسکله‌سازی به عنوان شمع، پایه، دیوار محافظ، موج‌شکن، چراغ‌ها و علائم دریایی و غیره.

در ساخت‌ و ساز باند فرودگاه‌ها و همچنین محوطه پارکینگ‌های موقت و دائمی هواپیماها.

در تونل‌سازی به خصوص در قسمت سقف و دیوار تونل‌ها

در مهندسی آبیاری به خصوص در قسمت ساخت سد، کانال، تأسیسات آب‌گیری، انحراف و تقسیم آب

در آب‌رسانی و فاضلات به صورت کانال و تأسیسات فاضلاب و تصفیه آن و به صورت لوله‌های آب و تأسیسات تصفیه‌خانه‌های آب.

در ساخت سیلوها و انبارهای غله و ساختمان، راکتورهای اتمی و برج‌های خاص و پایه‌های بتنی سقف‌های سبک، جایگاه‌های ورزشی

در ساخت منابع هوایی و زمینی آب و مایعات دیگر، انبارهای ویژه نظامی (اسلحه و مواد منفجره)، تأسیسات دفاعی زیرشهرها و پایگاه‌های نظامی، قطعات پیش‌ساخته ساختمانی، صندوقه‌های بتنی

در ساخت پیاده‌رو‌ها و محوطه‌سازی و جدول‌گذاری خیابان‌ها، کوچه‌ها و پارک‌ها، دکل‌ها، تیرهای برق، کف پارکینگ‌ها و تعمیرگاه‌ها و جایگاه فروش مواد سوختی.

نماسازی، حفاظت ستون‌های فلزی در مقابل آتش‌سوزی، پوشش شیب‌ها و حفاظت آن‌ها در مقابل خرابی و فرسایش

مصارف متفرقه مانند ساخت عایق‌های گرمایی و صوتی و الکتریکی، وزنه‌های جرثقیل، به عنوان ماده پرکننده

مزایا و معایب بتن

مزایا بتن

به طور کلی بتن‌ دارای مزایای مختلفی هستند که عبارتند از:

فراوانی و در دسترس بودن مصالح

فرم و شکل‌پذیری

دارای مقاومت فشاری بالا

عمر طولانی

مقاومت در برابر آتش‌سوزی

معایب بتن

مقاومت کششی بسیار پایین

به طور کلی مقاومت کششی بتن‌، حدود یک دهم مقاومت فشاری آن است؛ به دلیل این نقص مقاومت کششی بتن‌‌، از میلگردهای کششی جهت افزایش این مقاومت استفاده می‌شود.

وزن بالای بتن‌

به دلیل اینکه بتن دارای ابعاد و جرم بالایی است؛ وزن سازه‌های بتنی در قیاس با سازه‌های فولادی بسیار بیشتر است.

این نقص را از طریق موارد زیر می‌توان برطرف کرد:

استفاده از دیوارهای نازک

بتن‌‌ پیش تنیده

اعضای تو خالی

 بتن‌هایی که دارای دانه‌های سبک هستند

بتن‌‌ با مقاومت بالا

قدرت انتقال صوت و توانایی انتقال حرارت

جهت برطرف کردن این نقص‌ها کافی است از عایق‌های صوتی و حرارتی استفاده کرد، تا به میزان زیادی کاهش پیدا کند.

در مقاله “مزایا و معایب بتن | بررسی جزئیات با فیلم زیر ذره‌بین“ به طور کامل در مورد مزایا و معایب مخلوط بتنی صحبت می‌کنیم.