بتن چیست؟ همه چیز درباره اجزا، انواع و کاربرد بتن

بتن از معروف‌ترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی ساخت بشر است. بتن ماده‌ای سخت است که از ترکیب و اختلاط سیمان، مصالح سنگی، آب و مواد افزودنی با ترکیبی مشخص به دست می‌آید.

بتن از میزان استفاده بالایی برخوردار است. این ماده دارای تنوع و کاربرد مختلف است و هزینه مقرون به صرفه و مقاومت بالای آن این مصالح ساختمانی را به ماده‌ای بسیار پرکاربرد تبدیل کرده است. در این مقاله به بررسی کامل بتن، اجزا، انواع و کاربرد آن می‌پردازیم. با ما در آکادمی عمران همراه باشید.

بتن چیست؟

بتن (Concrete) پرکاربردترین مصالح ساختمانی است که از سه اجزای اصلی آب، سیمان و سنگدانه به وجود می‌آید. در صورت نیاز به تغییر در برخی از ویژگی‌های اصلی بتن، مانند افزایش مقاومت آن، از مواد افزودنی استفاده می‌کنند. در دسترس بودن و ارزان بودن مواد اولیه و مقاومت بالای این متریال از اساسی‌ترین دلایل استفاده روز افزون آن است.

پیش از خواندن ادامه مطلب، می‌توانید با مشاهده فیلم زیر به درک بالاتری از این که بتن چیست برسید.

در این سنگ مصنوعی، آب با سیمان واکنش‌های حرارت‌زا نشان داده و خمیر حاصل از آن پس از سفت شدن، بتن را به وجود می‌آورد. این خمیر به راحتی در قالب ریخته شده و شکل می‌گیرد. خمیر بتن با گذشت زمان غلیظ‌تر شده، حجم آن کاهش یافته و مقاومت آن نیز افزایش می‌یابد. در واقع اگر که شرایط برای سخت شدن بتن مساعد باشد، مقاومت بتن به شکل مداوم افزایش پیدا کرده و در نهایت به بالاترین درجه سختی خود می‌رسد. از این رو، از بتن برای افزایش مقاومت ساختمان استفاده می‌شود.

ترکیبات بتن و اجزا بتن

همانطور که بالاتر اشاره کردیم، به طور کلی ترکیبات بتن شامل آب، سنگدانه و سیمان است. با این حال، برای ایجاد تغییر در برخی از ویژگی‌های بتن و بالا بردن کیفیت ویژگی‌های آن، به مواد اولیه بتن مواد افزودنی اضافه می‌کنند تا بتن سفت شده نهایی، ویژگی‌های بهتری مانند مقاومت بالاتر داشته باشد.

لیست ترکیبات بتن شامل موارد زیر می‌شود:

• سیمان
• آب
• سنگدانه‌‌ها
• مواد افزودنی

سیمان

سیمان از مهم‌ترین مواد تشکیل دهنده بتن است که حدود 10 تا 15 درصد وزنی آن را تشکیل می‌دهد. معمولا برای این کار از سیمان پرتلند استفاده می‌کنند که یک سیمان هیدرولیکی است. با این حال، برای ساخت انواع خاصی از بتن، از انواع دیگر سیمان نیز استفاده می‌شود. در مقاله انواع سیمان به بررسی تمام نوع‌ها و مدل‌های مختلف سیمان پرداخته شده است که با کلیک بر روی لینک آبی رنگ می‌توانید به مقاله آن مراجعه نمایید.

سیمان در اثر ترکیب با آب واکنشی گرمازا به نام هیدراتاسیون از خود نشان داده و خمیر حاصل به تدریج شروع به سفت شدن می‌کند. به ترکیب آب و سیمان، خمیر سیمان نیز گفته می‌شود. خمیر سیمان یک ماده چسبنده است که سبب می‌شود ماسه‌ها و سنگدانه‌ها به یکدیگر بچسبند.

آب

آب مهم‌ترین نقش را در سخت شدن بتن‌ دارد. اگر میزان آب در بتن بیشتر از مقدار مورد نیاز باشد کارایی بتن افزایش یافته و بتن راحت‌تر در قالب جای می‌گیرد. اگرچه این مورد برای اجرا نکته مثبتی است، اما میزان بیش از اندازه آب سبب ایجاد تخلخل و پوکی در بتن می‌شود. اگر میزان آب از مقدار مورد نیاز هیدراتاسیون سیمان بیشتر شود بخش اضافی به مرور زمان تبخیر شده و در بتن به شکل حفره باقی می‌ماند که مقاومت بتن حاصل را کاهش می‌دهد. از طرفی، میزان کم آب سبب توقف هیدراتاسیون سیمان و کاهش کارایی بتن می‌شود. در نتیجه، آب در دو بخش هیدراتاسیون و تامین کارایی در طرح اختلاط بتن لحاظ شده و میزان آن تعیین کننده کیفیت بتن است.

کیفیت آب مورد استفاده در ساخت بتن‌ نیز بسیار مهم است. ناخالصی موجود در آب ممکن است مشکلاتی مانند ایراد در گیرش سیمان، کاهش مقاومت بتن و ایجاد لکه در سطح بتن را به وجود آورد.

سنگدانه‌ ها

یکی دیگر از مواد اصلی بتن‌ سنگدانه‌‌ها هستند که ترکیبی از شن و ماسه و سنگ می‌باشند و حدود 70 درصد وزن بتن و حداقل سه چهارم حجم آن را در بر می‌گیرند. در اصل، سنگدانه‌ها 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 این متریال، مصالح سنگی انتخابی باید به گونه‌ی باشند که سنگدانه‌های با ابعاد کوچک‌تر فضای خالی بین سنگدانه های بزرگ‌تر را پر کنند (ریزدانه‌ها فضای بین درشت‌دانه‌ها را پر می‌کنند تا کم‌ترین فضای خالی باقی بماند).

هر چه دانه‌بندی مواد سنگی مناسب‌تر انتخاب شود، بتن‌‌ مقاوم‌تر و متراکم‌تر بوده و نفوذپذیری کمتری خواهد داشت. می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر درمورد سنگدانه بر روی لینک آبی رنگ کلیک کرده و مقاله مرتبط با آن را مطالعه نمایید.

سنگدانه‌ها به خمیر حاصل از واکنش آب و سیمان اضافه می‌شوند. هر چه فرآیند مخلوط کردن با احتیاط بالاتر و درست‌تر انجام شود، بتن حاصل شده کیفیت و مقاومت بالاتری را از خود نشان خواهد داد.

مواد افزودنی بتن

یکی دیگر از مواد تشکیل دهنده بتن افزودنی‌ها هستند که افزودن آن‌ها در حین ساخت، امری ضروری نیست. مواد افزودنی در شرایط ویژه و برای اهداف خاص به بتن افزوده می‌شوند تا ویژگی‌های دلخواه را به آن بیافزایند.

افزودنی‌های بتن به صورت گرد یا مایع و کمی پیش از اختلاط یا در زمان اختلاط به مخلوط افزوده می‌شوند. این افزودنی‌ها به دو دسته شیمیایی مانند روان‌کننده و حباب‌ساز، و معدنی مانند خاکستر بادی و سرباره آتشفشانی تقسیم می‌شوند.

طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه

مشاهده جزئیات

کاربرد بتن

بسته به میزان مقاومت، بتن می‌تواند کاربردهایی فراوانی در ساخت و ساز داشته باشد:

• ساخت ساختمان: اعم از بناهای مسکونی، تجاری و صنعتی، از بتن در ساخت تیر، سقف، ستون و پی ساختمان استفاده می‌شود.
• راهسازی: از بتن در راهسازی به عنوان رویه‌های بتنی، دیوار حائل، جان‌ پناه و غیره استفاده می‌شود.
• راه‌ آهن: به عنوان تراورس (ریل بند) و علامت‌های راهنمایی.
• پل‌سازی: از بتن در پل‌سازی برای ساخت پی، پایه، دیوارهای جناحی و برگشتی، شمع و موارد مشابه استفاده می‌شود.
• بندرسازی و اسکله‌سازی: به عنوان شمع، پایه، دیوار محافظ، موج‌شکن، چراغ‌ها و علائم دریایی از بتن استفاده می‌شود.
• فرودگاه‌ها: از مهم‌ترین کاربردهای بتن در فرودگاه‌ها برای ساخت و ساز باند، محوطه پارکینگ‌های موقت و دائمی هواپیماها است.
• تونل‌سازی: به ویژه در سقف و دیوار تونل‌ها
• مهندسی آبیاری: بتن‌ها کاربرد بالایی در ساخت سد، کانال، تاسیسات آب‌گیری، انحراف و تقسیم آب دارند.
• از بتن در آبرسانی و فاضلات به صورت کانال، تاسیسات فاضلاب و تصفیه آن، و به صورت لوله‌های آب و تاسیسات تصفیه‌خانه‌های آب استفاده می‌شود.
• در ساخت سیلوها و انبارهای غله و ساختمان، راکتورهای اتمی، پایه‌های بتنی سقف‌های سبک و جایگاه‌های ورزشی.
• در ساخت منابع هوایی و زمینی آب و مایعات دیگر، انبارهای نظامی ویژه (اسلحه و مواد منفجره)، تاسیسات دفاعی زیرشهرها و پایگاه‌های نظامی و قطعات پیش‌ساخته ساختمانی.
• 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 و به عنوان ماده پرکننده.

انواع بتن

ایجاد تغییر در ترکیب و اختلاط بتن باعث به وجود آمدن انواع مختلفی از بتن می‌شود. در مقاله انواع بتن مهم‌ترین و کاربردی‌ترین نوع‌های بتن را معرفی و بررسی کرده‌ایم که می‌توانید با کلیک بر روی لینک آبی به این مقاله مراجعه کرده و تمام این موارد را مطالعه نمایید.

با این حال، در این مقاله برخی از انواع بتن را به طور خلاصه بررسی می‌کنیم.

1. بتن معمولی

بتن معمولی به مخلوطی از بتن گفته می‌شود که از آب، سیمان پرتلند، شن و ماسه تشکیل شده و در ساخت سازه‌ها، پیاده‌روها و غیره استفاده می‌شود.

2. بتن سبک

بتن سبک بتنی است که چگالی آن از 1920 کیلوگرم بر متر مکعب کم‌تر است و از سنگدانه‌های معمولی مانند سنگ پا، پوکه سنگ و رس جهت ساخت این بتن استفاده می‌شود. از مهم‌ترین ویژگی‌های بتن سبک می‌توان به رسانایی حرارتی بسیار پایین آن نسبت به سایر بتن‌ها اشاره کرد.

3. بتن سنگین

بتن سنگین متریالی است که وزن بیشتری نسبت به بتن‌های معمولی داشته و به طور معمول بین 3500 تا 6400 کیلوگرم بر مترمکعب است.

در ساخت این بتن از خرده‌های فولاد، چدن یا سولفات باریم استفاده شده و از این رو وزن آن عمدتا 1.5 تا 2.5 برابر وزن بتن‌های معمولی بوده و از آن به عنوان سپر در برابر تشعشعات استفاده می‌شود. بتن‌ سنگین در مکان‌های مختلفی کاربرد دارد که یکی از این موارد ساخت نیروگاه‌های اتمی است.

4. بتن خود متراکم

بتن خودمتراکم نوعی بتن‌ است که نیازی به ویبره نداشته و به آسانی در قالب، به کمک وزن خود جاری می‌شود. از اساسی‌ترین ویژگی‌های این نوع بتن می‌توان به جریان‌پذیری و مقاومت زیاد آن اشاره کرد.

5. بتن پلیمری

در این نوع از بتن‌، به جای سیمان از پلیمر استفاده می‌شود و در نتیجه سنگدانه‌ها به پلیمر متصل می‌شوند. این کار سبب کاهش حجم حفره‌ها در سنگدانه‌ها می‌شود.

مزایا و معایب بتن

بتن به عنوان پرکاربردترین مصالح ساختمانی دارای مزایا و معایبی است که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

مزایای بتن

از مهم‌ترین مزیت‌های بتن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فراوانی و در دسترس بودن مصالح
• فرم‌پذیری و شکل‌پذیری بالا
• دارای مقاومت فشاری بالا
• عمر طولانی
• مقاوم در برابر آتش‌سوزی

معایب بتن

بتن‌ معایب مختلفی نیز دارد که عبارتند از:

• مقاومت کششی پایین: مقاومت کششی بتن‌ حدود یک دهم مقاومت فشاری آن است. از این رو از میلگردهای کششی جهت افزایش این مقاومت استفاده می‌شود.

• وزن بالا: به دلیل داشتن ابعاد و جرم بالا، بتن‌ها دارای وزن سنگینی هستند. در واقع وزن سازه‌های بتنی در قیاس با سازه‌های فولادی بسیار بیشتر است.

• قدرت انتقال صوت و توانایی انتقال حرارت

جمع‌بندی

بتن دومین ماده پرکاربرد در جهان پس از آب است که بیش از تمامی مصالح دیگر ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بتن یک ماده کامپوزیت است که از ترکیب آب، سیمان و سنگدانه به وجود می‌آید که می‌توان با اضافه کردن مواد افزودنی مخصوص به آن، کیفیت و مقاومت بتن نهایی را افزایش داد.

در این مقاله به بررسی این که بتن چیست؟ از چه اجزایی تشکیل می‌شود؟ مهم‌ترین انواع آن کدامند؟ و مزایا و معایب بتن پرداختیم. امیدواریم که این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد. در صورت بروز هر سوالی، آن را در بخش دیدگاه‌ها با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری