بتن چیست؟

بتن چیست و از چه چیزی ساخته شده است؟

اکثر مردم بتن را به عنوان یکی از مصالح ساختمانی می شناسند که استحکام و دوام بالایی دارد. بتن باسیمان اشتباه گرفته نمی شود، اگرچه برابر کردن بتن باسیمان یک تصور غلط است؛ بنابراین، بتن دقیقاً چیست؟ به عبارت ساده، بتن یک ماده کامپوزیت است که از سه قسمت اصلی ساخته شده است: آب، سیمان پرتلند و سنگدانه ها. بتن چگونه ساخته می شود؟ برای تشکیل بتن، سیمان به شکل پودر با آب مخلوط می شود و یک خمیر چسبنده را ایجاد می کند که با مصالح ترکیب می شود و همه آن را به هم می چسباند و درنتیجه مخلوط بتونی ایجاد می گردد. بااین حال، به همین سادگی به نظر نمی رسد، اما این فرآیند برخی از الزامات خاص را نیز باید در نظر داشته باشد.

۱. آب

آب حدود ۲۰ درصد از مخلوط بتون را تشکیل می دهد و یک جز ضروری برای ایجاد خمیر هست. مقدار آب می تواند به تعیین مقاومت بتن کمک کند. برای سخت شدن این مخلوط، آب و خمیر سیمان برای تشکیل بتن باید ابتدا از یک فرآیند هیدراسیون گذر کنند. ازآنجاکه سیمان پورتلند یک سیمان هیدرولیکی است، دچار واکنشی می شود که در آن گره ها روی سطح هر ذره سیمان شکل می گیرند. گره ها بزرگ تر می شوند تا اینکه با گره هایی از ذرات دیگر سیمان ترکیب شوند و یا به شن و ماسه های اطراف بچسبند. این واکنش شیمیایی، فقط با آب امکان پذیر است. بسته به نسبت آب به سیمان که وزن آب مخلوط را به وزن سیمان تقسیم می کند، بتن شما می تواند ازنظر مقاومت متفاوت باشد. پایین نگه داشتن نسبت آب به سیمان، باعث می شود بتن قوی تر شود.

اگرچه آب یک ماده ساده به نظر می رسد، اما باید قبل از استفاده آن در مخلوط، استانداردهای خاصی را رعایت کرد. به عنوان مثال، آب نباید طعم و بوی قابل توجهی داشته باشد و از کیفیت کافی برای نوشیدن برخوردار باشد. آب با ناخالصی، می تواند مواردی از قبیل زمان سخت شدن و مقاومت کلی بتن را تحت تأثیر قرار دهد. آب باکیفیت ضعیف، همچنین می تواند باعث لکه دار شدن، خوردگی و یا بی ثباتی حجم شود. در بعضی موارد، آب می تواند مواردی مانند سولفات یا قلیاها را شامل شود، اگر آزمایش نشان دهد که چگونه بر بتن تأثیر خواهد گذاشت. اگر مواد شیمیایی موجود در آب تأثیر چشمگیری روی بتن نداشته باشند، ممکن است استفاده از آن قابل قبول باشد.

۲. سیمان پرتلند

سیمان حدود ۱۰ تا ۱۵٪ مخلوط بتن را تشکیل می دهد و یکی دیگر از عناصر مهم در ایجاد خمیر مناسب برای ساخت بتن است. جوزف آسپین، یک کارگر از لیدز انگلستان، برای اولین بار در اوایل قرن نوزدهم، سیمان پرتلند را با پختن به آجر و سنگ آهک پودر شده در اجاق گاز خود ساخت. اگرچه اعتقاد بر این است که تا قبل از دهه ۱۸۷۰ که ایالات متحده فرآیند سیمان پرتلند را آموخت، بدون شک این سیمان در دوره های اخیر بر صنعت ساخت وساز آمریکا تأثیرگذار بوده است. هرساله بیش از ۴ میلیارد دلار سیمان هیدرولیک در ایالات متحده تولید می شود که در ساخت بتن به ارزش ۲۰ میلیارد دلار مورداستفاده قرار می گیرد.

سیمان پرتلند، با مخلوط کردن مواد ساخته شده از کربنات کلسیم و مواد حاوی اکسید آهن و سپس پختن آن ها تا زمانی که باهم مخلوط شوند، ایجاد می شود. مخلوطی که پس ازاین فرآیند باقی می ماند، کلین کر نامیده می شود و سپس برای تشکیل سیمان پرتلند استفاده می گردد. سیمان به صورت پودر درمی آید تا در مخلوط برای تشکیل بتن استفاده شود. سیمان نیز مانند آب، در ایجاد خمیر برای ترکیب شن و ماسه ها و تعیین مقاومت بتن نقش اساسی دارد.

۳. سنگدانه ها

سنگدانه ها که شامل سنگ، ماسه و شن می باشند، مواد دانه ای و غیر چسبنده ای هستند که برای تکمیل فرایند موردنیاز برای تولید بتن بسیار مهم بوده و ۶۰ تا ۷۵ درصد مخلوط را تشکیل می دهند. اگرچه سنگدانه ها می توانند مثل شن یا سنگ خردشده، درشت و یا مانند ماسه، ریز باشند، کاربرد بتن درنهایت، درشتی و یا ریز بودن سنگدانه های مورداستفاده را تعیین می کند. هنگام تصمیم گیری در مورد نوع سنگدانه برای استفاده در بتن، به مواردی از قبیل شکل، بافت سطح، اندازه و مقاومت در برابر لغزش آن ها توجه کنید.

در طی فرایند مخلوط شدن، سنگدانه ها برای چسبیدن به هم با خمیر ترکیب می شوند و مخلوطی را که به طور نهایی آماده می سازند که بتن نامیده می شود. سنگدانه ها، نباید حاوی ماده ای باشد که می تواند بر کیفیت بتن تأثیر منفی بگذارد. درنهایت، سنگدانه ها به تقویت عملکرد محصول نهایی بتن کمک می کنند. توصیه می شود در مرحله نهایی کار، بیش ازحد بتن را حرکت ندهید تا سنگدانه ها به طور کامل در کنار هم قرار بگیرند.

اگرچه بتن فقط با این سه ماده اصلی ساخته می شود، فرآیند مخلوط کردن به همین سادگی ها هم نیست. فرآیند مخلوط کردن، باید با دقت انجام شود تا درنهایت یک بتن باکیفیت بالا برای استفاده در ساخت وساز ارائه شود. پس از آماده شدن مخلوط، توزیع معمولاً از یکی از سه راه مخلوط کن یا فرغون و یا پمپ انجام می شود.

اکنون که با اصول اولیه ساخت بتن آشنا شدید، نوبت به بررسی محبوب ترین کاربردهای بتن می رسد.

چه کسی بتن را اختراع کرد؟

احتمالاً، بتن در ابتدا توسط رومیان اختراع شد تا برای بسیاری از سازه های معماری آن ها مورداستفاده قرار گیرد. یکی از معروف ترین و قدیمی ترین سازه های بتونی، معبد پانتئون رم است. درحالی که بسیاری از مورخان معتقدند که منشأ بتن به نرده های ساخته شده در سوریه و شمال اردن در حدود ۶۵۰۰ سال قبل از میلاد برمی گردد.

هزاران سال است که مردم از ترکیبی از مواد خردشده و سوزانده شده برای ایجاد خمیر یا مواد گچ مانند استفاده می کنند تا ملاتی بسازند که همه چیز را به هم بچسباند. باگذشت زمان، ترکیبات آب، ماسه و سنگ بهبود یافت و اصلاح شد تا جزئی از بسیاری از مواد موجود در بتن امروزی شود.

کاربردهای متداول بتن

بتن، به دلیل استحکام و دوام بالا امروزه در سراسر جهان مورداستفاده قرار می گیرد. شما بدون اینکه حتی متوجه شوید روزانه چندین بار پا روی سازه های بتنی می گذارید؛ وقتی در خیابان قدم می زنید، در بزرگراه رانندگی می کنید و یا به خرید می روید. درک کاربردهای رایج بتن در سازه ها، به شما کمک می کند تا به اهمیت و نقش آن در زندگی پی ببرید. بتن معمولاً برای چهار سازه زیر استفاده می شود:

۱. ساختمان ها و خانه ها

بیشتر ساختمان ها، از مصالح سنتی تر مانند چوب دور شده اند و به سمت استفاده از بتن رفته اند. لازم به ذکر است که استحکام و دوام یک ساختمان بتونی به مراتب بیشتر از سازه فولادی و یا چوبی است. در حقیقت متوسط عمر یک خانه چوبی از ۳۰ تا ۵۰ سال هست؛ درحالی که انتظار می رود بتن برای قرن ها دوام و ماندگاری داشته باشد. یک ساختمان بتونی، همچنین می تواند در برابر عناصر، مقاومت بهتری داشته باشد و ساکنان آن را در برابر بلایای طبیعی مانند زلزله، آتش سوزی یا طوفان محافظت کند. یک خانه بتونی می تواند در برابر باد با سرعت حداکثر ۲۵۰ مایل در ساعت مقاومت کند. بتن در آتش سوزی، نیز نسبت به چوب به مراتب زمان بیشتری را برای سوختن صرف می کند.

یک ساختمان بتونی همچنین می تواند انرژی بیشتری را نسبت به سازه ای که از مصالح قدیمی ساخته شده است، ذخیره کند. ازآنجاکه بتن به طور طبیعی عایق بندی می شود، خنک نگه داشتن سازه در تابستان و گرم ماندن آن در زمستان بسیار ساده تر است. بتن همچنین می تواند ساختمان را در دمای مناسب تری حفظ کند. درنتیجه سازه های بتنی موجب صرفه جویی در مصرف انرژی و درنتیجه صرفه جویی در هزینه می شوند. در حقیقت، صاحبان خانه می توانند انتظار داشته باشند که سالانه ۲۰ تا ۲۵ درصد در هزینه های گرمایش و سرمایشی ساختمانشان صرفه جویی می کنند.

به علاوه، ساختمان های بتنی بادوام بالا، هزینه های تعمیر و نگهداری ساختمان را نیز کاهش می دهند. بتن مانند چوب خطر تخریب و فرسایش در برابر موریانه، قارچ و یا حشرات را ندارد؛ بنابراین با ماندگاری بالا، نیاز به تعمیر و نگهداری قابل توجه ای بعد از ساخت نخواهند داشت. با فواید مرتبط با بتن، می توان فهمید که چرا محبوبیت بتن در ساخت وساز بالاست.

۲. خیابان ها

از زمان ساخت اولین خیابان بتونی آمریکا در بلفونتین، اوهایو در سال ۱۸۹۱، بتن تبدیل به گزینه ای رایج برای خیابان ها و جاده ها شده است. بتن به دلیل شهرت طولانی مدت و به طورکلی هزینه کم آن، روزبه روز بیشتر دارد در سراسر کشور مورداستفاده قرار می گیرد. خیابان های بتنی همچنین در هزینه های تعمیر و نگهداری به خاطر دوام بالای بتن، صرفه جویی می کنند. علاوه بر این، خیابان های ساخته شده از بتن در بازتاب خورشید و گرما خوب عمل می کنند. پوشش های بتونی که لایه ای از بتن را در بالای جاده پیش ساخته قرار می دهند، برای بازیافت آسفالت قدیمی در سطح مقرون به صرفه مورداستفاده قرار می گیرند.

۳. بزرگراه ها

از اوایل قرن بیستم، اولین بزرگراه های بتونی به سرعت در سراسر آمریکا گسترش یافتند. اولین بزرگراه بتونی در سال ۱۹۱۳ ساخته شد و تا سال بعد ۲۳۴۸ مایل جاده با بتن آسفالت شد. اولین جاده اصلی عوارض آمریکا، جاده پنسیلوانیا، نیز در دهه ۱۹۳۰ با بتن ساخته شد. در دهه ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰، ایالات متحده پیشرفت های چشمگیری را در سرعت بخشیدن به روند بتن سازی جاده ها، ارزان تر شدن و افزایش دوام آن باعث شد. از آن زمان، سیستم بین ایالتی آمریکا با بهره گیری از ۴۶۸۷۶ مایل جاده بتنی، ضمن کم کردن ترافیک، امید به زندگی جاده را نیز افزایش داده است.

با استفاده از بتن با مقاومت بالا در فناوری آسفالت بتونی، کارگران می توانند به سرعت آسفالت کردن جاده های بتنی را تمام کنند. این نوع بتن سریع ساخت، می تواند در ۱۲ ساعت جاده ها را آسفالت و بازگشایی کند؛ درحالی که بتن معمولی، فقط ۵ تا ۱۴ روز نصب آن طول می کشد. مقاوم سازی با میلگرد، یکی دیگر از روش های نسبتاً جدید است که میله های فولادی را در مفاصل پیاده رو با شکاف های بریده شده در جاده قرار می دهد. پس ازآن، شکاف ها با مخلوط های بتنی سریع ساخت آسفالت می شوند. با مقاوم سازی میلگرد، می توان ضمن صاف کردن جاده ها، دوام و استحکام آن ها را نیز اضافه کرد.

۴. فرودگاه ها

مطابق اعلام انجمن ملی کنترل ترافیک هوایی، روزانه ۷۱۵۰۰ پرواز در ایالات متحده انجام می شود؛ بنابراین، حفظ ایمنی برای افرادی که به طور مداوم با فرودگاه ها سروکار دارند، ضروری است. بتن در باند فرودگاه، جاده ی هواپیما رو و آشیانه برای کف سازی استفاده می شود. در حقیقت، بتن برای اولین بار در سال های ۱۹۲۷ و ۱۹۲۸ برای استفاده در فرودگاه ساخته شد و اولین بار در Dearborn، میشیگان، در ترمینال فورد استفاده شد.

ازآنجاکه بتن برای کارهای سنگین، پردوام است، می تواند در برابر شرایط مختلف آب و هوایی مقاومت کند و باوجود هواپیماهای زیادی که دائماً در حال بلند شدن و یا فرود آمدن هستند، مستحکم باقی بماند. آسفالت بتونی همچنین نگرانی در مورد وقفه و یا تأخیر در تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد، زیرا بتن محکم و بادوام است؛ بنابراین، فرودگاه ها می توانند با ایجاد فضای ایمن، به کار خود ادامه دهند و مسافران را جابجا کنند.

 

چرا در ساخت وسازهای امروزی بتن حائز اهمیت است؟

همان طور که در جاده پیاده می روید، می توانید بتن را در همه جا مشاهده کنید. از بتن در ساخت بناهای عظیم مانند پل ها، جاده ها، پیاده روها و کفپوش ها استفاده می شود. به طور خلاصه، هر جا سازه ای وجود دارد، بتن نیز هست. اولاً، استفاده از بتن در ساخت وسازهای مدرن از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا استحکام و پایداری سازه ها به بتن بستگی دارد. ثانیه، بتن ارزان قیمت است و به شکل های مختلف قابل استفاده هست. این انعطاف پذیری و تطبیق پذیری، بتن را به محبوب ترین مصالح ساخت وساز در جهان تبدیل کرده است.

بتن با استفاده از مواد طبیعی ساخته می شود. ازاین رو، سازگار با محیط زیست و بازیافت است. می توان از بتن بازیافت شده خردشده، به عنوان سنگدانه خشک برای تهیه بتن جدید استفاده کرد. تا زمانی که فعالیت های ساختمانی در جهان ادامه داشته باشد، تقاضای مداوم برای بتن وجود خواهد داشت.

مزایای بتن

جنبه های مثبت در مورد بتن عبارت اند از:

• این ماده نسبتاً ارزان است و عمر نسبتاً طولانی دارد و کمتر نیازمند تعمیر و نگهداری هست.
• ازنظر فشرده سازی قوی است.
• قبل از اینکه سخت شود، یک ماده بسیار قابل انعطاف است که به راحتی می تواند شکل بگیرد.
• غیرقابل احتراق است

معایب بتن

معایب بتن شامل:

• مقاومت کششی کمتری نسبت به سایر مصالح ساختمانی دارد.
• قابلیت انعطاف پذیری پایین.
• قدرت نسبی کم.
• مستعد ترک خوردن

ویژگی های بتن

ویژگی های بتن با استفاده از سنگدانه یا سیمان مورداستفاده و یا با روشی که برای تولید آن استفاده می شود، تعیین می گردد. نسبت آب به سیمان، عامل تعیین کننده بتن سازه معمولی با محتوای آب کمتری است که منجر به بتن قوی تر می شود. بااین حال، این کار، قابلیت کارایی (و قابلیت پمپاژ) بتن را که با استفاده از آزمون فرونشست اندازه گیری می شود، کاهش می دهد. درجه بندی، شکل، بافت و نسبت کل شن و ماسه، نیز می تواند تأثیر مشابه ای داشته باشد. در صورت نیاز به بتن قوی و مستحکم، می توان میزان سنگدانه را نسبت به سیمان کاهش داد. بااین حال، سیمان یک عامل پرهزینه است که افزایش نسبت آن در مخلوط، باعث افزایش قیمت کلی می شود.

استحکام بتن

استحکام بتن، با نیروی لازم برای خرد کردن آن به ازای هر پوند در هر اینچ مربع یا کیلوگرم در سانتی متر مربع تعیین می شود. این استحکام، می تواند تحت تأثیر بسیاری از متغیرها ازجمله رطوبت و دما باشد.

مقاومت کششی بتن را می توان با افزودن میله های فلزی، سیم، کابل یا غربال بهبود داد. درجاهایی که تنش کششی بسیار بالایی پیش بینی می شود (مانند دهانه های گسترده پشتیبانی نشده در پشت بام و یا پل)، بتن می تواند شامل سیم های فولادی پیش کشیده ای باشد که متعاقباً باعث ایجاد نیروهای فشاری در بتن می شود که به جبران نیروهای کششی ای که ساختار در معرض آن هستند، کمک می کند.

میله های پشتیبانی، می توانند در بتن یکپارچه شوند تا قدرت تعیین کنندگی داشته باشند و به بهبود روش های ساختمانی کمک کنند.

بتن، در ساده ترین شکل آن، ترکیبی از ملات و سنگدانه ها، یا سنگ ها است. ملات، مرکب از سیمان پرتلند و آب است که سطح سنگدانه های کوچک و یا درشت را می پوشاند. ملات، از طریق یک واکنش شیمیایی به نام هیدراتاسیون، سخت و مستحکم شده تا یک توده سنگ مانند، معروف به بتن را تشکیل دهد.

در این فرایند، ویژگی برجسته بتن، انعطاف پذیری آن هنگام مخلوط کردن تا قبل از اینکه سخت شود، هست. این خصوصیات دال بر استحکام بتون برای استفاده در آسمان خراش ها، پل ها، پیاده روها و بزرگراه ها، خانه ها و سدها است.

تعیین نسبت

توزین درست شن و ماسه و سیمان و آب جهت تهیه بتن، به استحکام و دوام بتن کمک می کند. مخلوطی که ملات کافی برای پر کردن فضاهای خالی بین سنگدانه ها را ندارد، باعث ایجاد سطوح ناهموار و متخلخل در بتن می شود. ولی مخلوطی که مقدار زیادی ملات سیمان دارد، سطح صافی ایجاد می کند. بااین حال، بتن به دست آمده مقرون به صرفه نیست و راحت تر می تواند ترک بخورد.

خواص شیمیایی سیمان پرتلند در حضور آب، ملاتی را تشکیل می دهد که هر ذره سنگ و ماسه را به هم می چسباند. از طریق یک واکنش شیمیایی به نام هیدراتاسیون، خمیر سیمان سخت می شود و استحکام می گیرد.

کیفیت ملات، شخصیت بتن را تعیین می کند. استحکام ملات، به نوبه خود به نسبت آب به سیمان بستگی دارد. نسبت آب به سیمان، وزن آب مخلوط شده ای است که بر وزن سیمان تقسیم شده است. بتن باکیفیت بالا، با کاهش نسبت آب به سیمان تا حد ممکن بدون ایجاد آسیب به کارایی بتن تازه، اجازه می دهد تا به درستی در قالب قرارگرفته، خشک و سخت شود.

یک مخلوط به درستی طراحی شده، دارای کارایی مطلوب برای بتن تازه و دوام و استحکام لازم برای بتن سخت شده است. به طورمعمول، مخلوط حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد سیمان، ۶۰ تا ۷۵ سنگدانه و ۱۵ تا ۲۰ درصد آب است. حباب هوای عمداً ایجادشده، در بسیاری از مخلوط های بتونی ممکن است ۵ تا ۸ درصد دیگر را نیز به خود اختصاص دهد.

سایر مواد لازم

تقریباً هر آب طبیعی که قابل شرب باشد و طعم و بو خاصی نداشته باشد، می تواند در ترکیب بتن استفاده شود. ناخالصی های زیاد در آب، نه تنها ممکن است بر زمان سخت شدن و استحکام بتن تأثیر بگذارد، بلکه می تواند باعث شکفتگی، لکه گذاری، خوردگی آرماتور، عدم ثبات حجم و همچنین کاهش دوام شود. مشخصات مخلوط بتن معمولاً برای کلریدها، سولفات ها، قلیاها و مواد جامد در مخلوط کردن آب، محدودیت هایی را تعیین می کند؛ مگر اینکه تست هایی برای تعیین تأثیر ناخالصی در بتن نهایی انجام شود.

اگرچه بیشتر آب های آشامیدنی برای مخلوط کردن بتن مناسب است، اما سنگدانه ها با دقت انتخاب می شوند. سنگدانه ها، ۶۰ تا ۷۵ درصد از کل حجم بتن را تشکیل می دهند. نوع و اندازه سنگدانه مورداستفاده، بستگی به ضخامت و هدف محصول نهایی بتن دارد.

سنگدانه های کوچک تر در نازک کاری های ساختمانی استفاده می شود؛ درحالی که از سنگدانه های با قطر شش اینچ در سدهای بزرگ استفاده می شود. درجه بندی مداوم از اندازه ذرات، برای استفاده کارآمد از ملات مطلوب است. علاوه بر این، سنگدانه ها باید تمیز و عاری از هر ماده ای باشند که ممکن است بر کیفیت بتن تأثیر بگذارد.

آغاز هیدراتاسیون

بعد از ترکیب سنگدانه ها، آب و سیمان، مخلوط شروع به سفت شدن می کند. تمام سیمان های پرتلند، سیمان های هیدرولیکی هستند که از طریق یک واکنش شیمیایی به نام هیدراتاسیون، سخت و مستحکم می شوند. در طی این واکنش، یک گره روی سطح هر ذره سیمان شکل می گیرد. گره رشد می کند و گسترش می یابد تا زمانی که با گره های سایر ذرات سیمان یا سنگدانه های مجاور پیوند یابد.

هنگامی که بتن کاملاً مخلوط و قابل استفاده شد، باید قبل از اینکه سفت شود، در قالب ریخته شود.

در حین قرارگیری در قالب، بتن برای فشرده سازی آن در فرم ها و از بین بردن نقص های احتمالی مانند کرموشدن و حفره های هوا متراکم می شود.

برای دال ها، بتن باقی می ماند تا زمانی که رطوبت سطحش به طور کامل از بین برود، سپس از یک چوب دستی یا فلزی برای صاف کردن بتن استفاده می شود. فرآیند صاف کردن، بافتی نسبتاً یکنواخت اما کمی خشن ایجاد می کند که از مقاومت در برابر لغزش خوبی برخوردار است و اغلب در نازک کاری ها برای دال های بیرونی استفاده می شود. اگر یک سطح صاف، سخت و متراکم موردنیاز باشد، صاف کردن با ماله های فولادی انجام می شود.

به عمل آوردن بتن، پس از سخت شدن سطوح به اندازه کافی برای مقاومت در برابر زنگ زدن، انجام می شود. به عمل آوردن بتن، باعث می شود که هیدراتاسیون مداوم سیمان به گونه ای انجام شود که بتن به استحکام خود ادامه دهد. سطوح بتونی با تقطیر آب و یا با استفاده از پارچه های نگهدارنده رطوبت مانند آستر یا پنبه تشک، خشک می شوند. روش های دیگر به عمل آوردن بتن، باعث جلوگیری از تبخیر آب با آب بندی سطح با پلاستیک یا اسپری های خاص به نام ترکیبات عمل آورنده می شود.

برای محافظت از بتن از تکنیک های ویژه ای برای به عمل آوردن بتن در هوای بسیار سرد یا گرم استفاده می شود. هر چه بتن مرطوب تر بماند، محکم تر و بادوام تر می شود. میزان سختی بتن، بستگی به ترکیب و ظرافت سیمان، نسبت مخلوط و شرایط رطوبت و دما دارد. بتن با گذر زمان، قوی تر می شود. بیشتر هیدراتاسیون و افزایش استحکام بتن، در ماه اول چرخه عمر آن اتفاق می افتد، اما هیدراتاسیون با سرعت کمتری برای سال ها ادامه می یابد.

انواع بتن

به طورمعمول، بسته به نوع ساخت، بیست وچهار نوع بتن مختلف در صنعت ساختمان مورداستفاده قرار می گیرد.

بتن ساده

ساده ترین نوع بتن است که نیازی به آرماتوربندی ندارد. ترکیب سیمان، سنگدانه ها و آب به نسبت ۱: ۲: ۴ است. چگالی این بتن بین ۲۲۰۰ تا ۲۵۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است، درحالی که مقاومت فشاری آن در محدوده ۲۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع هست. این بتن، معمولاً برای احداث پیاده روها و ساختمان ها در مناطقی که نیازی به استحکام کششی بالا ندارند، استفاده می شود.

بتن با مقاومت نرمال

بتن با مقاومت نرمال شبیه به بتن ساده است؛ زیرا از همان مواد اولیه، در تهیه آن استفاده می شود. بسته به خاصیت سیمان مورداستفاده و شرایط آب و هوایی در محل، زمان شکل گیری اولیه آن حدود ۳۰ تا ۹۰ دقیقه است. استحکام این نوع بتن بین ۱۰ تا ۴۰ مگا پاسکال است.

بتن با مقاومت بالا

این نوع بتن، با کاهش نسبت آب به سیمان به کمتر از ۰.۳۵ تهیه می شود. چنین بتنی دارای مقاومت بیش از ۴۰ مگا پاسکال است. کار با بتن با مقاومت بالا به دلیل پایین بودن سطح کارایی آن، مشکل است.

بتن با مقاومت سریع

همان طور که از نام آن پیداست، بتن با مقاومت سریع ظرف چند ساعت از آماده سازی، قدرت خود را به دست می آورد. این نوع بتن، ساخت سریع ساختمان ها و جاده ها را تضمین می کند. یکی از رایج ترین کاربردهای این بتن، در تعمیر راه ها است.

بتن با عملکرد بالا

این نوع بتن ها عملکرد بالایی را نشان می دهند. آن ها مطابق با استانداردهای خاص مانند افزایش سریع استحکام، قالب گیری آسان، نفوذپذیری زیاد، دوام بالا، خصوصیات مکانیکی بالا و سازگاری با محیط زیست ساخته می شوند.

بتن با کارایی فوق العاده بالا (UHPC)- این نوع بتن، علاوه بر ترکیبات رایج مورداستفاده در ساخت بتن ساده، به سیلیکافیوم، پودر کوارتز و ماسه سیلیسی ریز نیاز دارد. همچنین می توان از دستگاه های کاهنده آب به میزان زیاد و یا فولاد یا الیاف ارگانیک برای بهبود مقاومت در این ترکیب استفاده کرد. مزیت این بتن، در این است که برای تقویت سازه نیازی به حضور میلگردهای فلزی ندارد. UHPC دارای مقاومت فشاری حداکثر ۲۹۰۰۰ psi است.

بتن متراکم شده با غلتک

این نوع بتن مستلزم قرار دادن بتن و فشردن آن با کمک جاده صاف کن است. این نوع بتن ها به طور نسبی به سیمان کمتری نیاز دارند، اما می توانند چگالی بالاتری را فراهم کنند.

بتن آسفالت

جاده های سطحی، فرودگاه ها، پارکینگ ها و خاک ریز سدها به بتن آسفالت احتیاج دارند. بتن آسفالت، با مخلوط کردن آسفالت و سنگدانه ها ساخته می شود.

بتن مسلح (RCC)

بتن ساده مقاومت کششی بالایی ندارد. معرفی آرماتور به شکل میله های فولادی، میله، غربال و یا الیاف می تواند مقاومت کلی بتن را بهبود بخشد. RCC کاربرد فوق العاده ای در ساخت ستون ها، سقف ها، پل ها و سایر سازه هایی دارد که به استحکام بالایی احتیاج دارند.

بتن مخلوط آماده

این نوع بتن، در واحد مرکزی مخلوط می شود و در شرایط آماده به محل ساخت وساز می آید. در هنگام استفاده از بتن مخلوط آماده، باید به زمان موردنیاز برای حمل ونقل دقت کرد؛ زیرا در صورت تأخیر ناخواسته، ممکن است مخلوط سخت شود.

 بتن طرح دار

درهای ورودی، پاسیو و کف های داخلی که به ظاهر زیبا نیاز دارند، عموماً از بتن طرح دار استفاده می کنند. این بتن، امکان ایجاد الگوهای واقع گرایانه مانند سنگ های طبیعی، کاشی و گرانیت ها را با استفاده از طرح های تمبر حرفه ای فراهم می کند.

بتن خود محکم شده

همان طور که از نام آن پیداست، این نوع بتن با وزن خود و بدون نیاز به استفاده از لرزش محکم می شود. چنین مخلوط بتنی قابلیت کارایی بالایی دارد.

بتن پیش تنیده

پروژه های بزرگ بتنی، از واحدهای بتن پیش تنیده استفاده می کنند که در آن، میله های استفاده شده در بتن قبل از کاربرد واقعی بار بهره برداری، تحت فشار قرار می گیرند. فرایند ساخت وساز این بتن، نیاز دارد که میله های تنیده شده در انتهای هر واحد قرار بگیرند. این کار، باعث می شود قسمت پایین سازه در برابر تنش قوی تر شود. معمولاً مونتاژ واحدهای پیش تنیده در محل ساخت وساز صورت می گیرد. ساخت پل ها، روگذرها، سازه های سنگین، به بتن پیش تنیده نیاز دارد.

بتن پیش ساخته

واحدهای کوچک مانند بلوک های بتونی، میله ها، تیر سردر، واحدهای راه پله و دیوارهای پیش ساخته از بتن پیش ساخته استفاده می کنند. مزیت بتن پیش ساخته، در این است که طبق مشخصات فردی هر ساختمان تولید می شود. مونتاژ واحدها در محل ساخت وساز صورت می گیرد.

بتن پاشیده شده

نحوه استفاده از این بتن، با بتن های دیگر متفاوت است. فرایندی است که در آن بتن یا ملات با فشار و سرعت بالا بر روی یک سطح پاشیده می شود تا لایه ای متراکم، خود نگهدار و باربر ایجاد گردد. این فرایند منجر به قالب ریزی و فشرده سازی هم زمان می شود.

بتن سبک

بتنی که دارای چگالی کمتر از ۱۹۲۰ کیلوگرم بر مترمکعب است، بتن سبک نامیده می شود. برخی از سنگدانه های معمولی که برای ساخت بتن سبک استفاده می شود، سنگ پا، پوکه سنگ و پرلیت هستند. از این بتن، در ساخت تخته های طولی پل و بلوک های ساختمانی آن ها استفاده می شود.

بتن با جرم مخصوص بالا

این بتن، همچنین به عنوان بتن سنگین وزن شناخته می شود و دارای چگالی در محدوده ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب هست. بتن با چگالی بالا، با استفاده از سنگدانه های سنگین مانند باریت ها تهیه می شود. برخی از کاربردهای متداول این نوع بتن، در ساخت نیروگاه های اتمی است که در آن، اطمینان از مقاومت بالا در برابر هر نوع نشت تابشی از اهمیت بالایی برخوردار است.

بتن پلیمری

در بتن پلیمری، سنگدانه ها به جای سیمان با پلیمر پیوند می خورند که به نوبه خود به کاهش حجم حفره ها در سنگدانه ها منجر می شود. سه نوع بتن پلیمری وجود دارد که عبارت اند از بتون اشباع شده با پلیمر، بتن پلیمری تا حدی اشباع شده و سیمان پلیمری.

بتن هوا داده شده

نوع خاصی از بتن است که در آن هوا، گاز و یا فوم عمدتاً در ۶٪ بتن تزریق می شود.

بتن آهکی

فرآیند آماده سازی بتن آهکی، شامل استفاده از سنگ آهک به جای سیمان است. این بتن، در ساخت کف، گنبد و طاق ها استفاده می شود.

بتن نفوذپذیر (متخلخل)

آسفالت و مسیرهای بتونی از بتن نفوذپذیر استفاده می کنند؛ زیرا باعث نفوذ آب بارندگی به داخل زمین می شود. چنین بتنی می تواند مشکلات سیستم زهکشی را نیز حل کند.

بتن شیشه ای

این بتن مدرن از شیشه بازیافت شده به عنوان سنگدانه ها استفاده می کند تا زیبایی سازه را افزایش دهد. این بتن علاوه بر دوام، عایق حرارتی نیز فراهم می کند.

بتن مکیده

این مخلوط بتونی حاوی نسبت بیشتری آب است. فرآیند آماده سازی بتن مکیده، شامل مکش آب اضافی با استفاده از پمپ خلاء بدون انتظار برای آماده سازی مخلوط بتن است. این فرآیند، دوره تقویت سازه را از ۲۸ روزبه حدود ده روز کاهش می دهد.

بتن پمپ شده

ساخت وسازهای مرتفع، نیاز به پمپاژ بتن به ارتفاعات بالا دارند. ازاین رو، در این اماکن ساختمانی از بتن پمپ شده که دارای کارایی بسیار بالایی است، برای پمپاژ مخلوط بتن از طریق لوله ها یا شیلنگ های قابل انعطاف استفاده می شود.