بتن

بتن و فولاد دو نوع مصالحي هستند که امروزه بيشتر از ساير مصالح در ساختمان انواع بناها از قبيل ساختمان پلها،ساختمان سدها، ساختمان متروها،ساختمان فرودگاه ها و ساختمان بناهاي مسکوني و اداري و غيره به کار برده مي شوند.و شايد به جرأت مي توان گفت که بدون اين دو پيشرفت جوامع بشري به شکل کنوني ميسر نبود.با توجه به اهدافي که از ساخت يک بنا دنبال مي شود،بتن و فولاد به تنهايي و يا به صورت مکمل کار برد پيدا مي کنند. فولاد به لحاظ اينکه در شرايط به دقت کنترل شده اي توليد مي شود و مشخصات و خواص آن از قبيل تعيين و با آزمايشات متعددي کنترل مي شود،داراي کاربري آسانتر از بتن است. اما بتن در يک شرايط کاملا متفاوتي با توجه به پارامتر هاي مختلف از قبيل نوع سيمان،نوع مصالح و شرايط آب و هوايي توليد و استفاده مي شود و عدم اطلاع کافي از خواص مواد تشکيل دهنده بتن و نحوه توليد و کاربرد آن مي تواند ضايعات جبران ناپذيري را به دنبال داشته باشد.
با توجه به پيشرفت علم و تکنولوژي در قرن اخير، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نيز توسعه قابل ملاحظه اي داشته است، به نحوي که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف توليد و استفاده مي شود و هر يک خواص و کاربري مخصوص به خود را داراست.هم اکنون انواع مختلفي از سيمانها که حاوي پوزولانها ،خاکستر بادي،سرباره کوره هاي آهن گدازي،سولفورها،پليمرها،اليافهاي مختلف،و افزودنيهاي متفاوتي هستند،توليد مي شد. ضمن اينکه توليد انواع بتن نيز با استفاده از حرارت،بخار،اتوکلاو،تخليه هوا،فشار هيدروليکي،ويبره و قالب انجام مي گيرد.
بتن به طور کلي محصولي است که از اختلاط آب با سيمان آبي و سنگدانه هاي مختلف در اثر واکنش آب با سيمان در شرايط محيطي خاصي به دست مي آيدو داراي ويژگيهاي خاص است.
اولين سؤالي که پيش مي آيد اين است که چه رابطه اي بين تشکيل دهنده بتن بايد وجود داشته باشد تا يک بتن خوب به دست آيد و اصولا بتن خوب داراي چه شرايط و ويژگيهايي است. رابطه بين اجزاء تشکيل دهنده بتن،در خواص فيزيکي و شيميايي و همچنين نسبت اختلاط آنها با هم است.چه اگر مصالح يا آب و سيماني با خواصي مناسب بتن با هم مخلوط گردند و در شرايط و محيطي مناسب به عمل آيند،يقينا بتن خوبي حاصل مي شودو اصولا بتن خوب، بتني است که داراي مقاومت فشاري دلخواه و رضايت بخشي باشد. رسيدن به يک مقاومت فشاري دلخواه و رضايت بخش بدين معناست که ساير خواص بتن مانند مقاومت کششي، وزن مخصوص، مقاومت دربرابر سايش، نفوذ ناپذيري، دوام، مقاومت دربرابر سولفاتها و ... نيز همسو با مقاومت فشاري، بهبود يافته و متناسب مي شوند.
اگر چه شناخت مصالح مورد مصرف در ساخت بتن و همچنين خواص مختلف بتن کار آساني نيست اما سعي مي شود به خواص عمومي مصالح و همچنين بتن پرداخته شود.
بتن اينک با گذشت بيش از 170 سال از پيدايش سيمان پرتلند به صورت کنوني توسط يک بنّاي ليدزي، دستخوش تحولات و پيشرفتهاي شگرفي شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زياد و نياز به ساخت و سازهاي فراوان سازه هاي بتني چون ساختمان ها، پل ها، تونل ها، سدها، اسکله ها، راه ها و ساير سازه هاي خاص ديگر، اين ماده را بسيار پر مصرف نموده است.
اينک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد اين ماده ارزشمند در شرايط ويژه و خاص مورد توجه کاربران آن گشته است. اکنون کاملاً مشخص شده است که توجه به مقاومت تنها به عنوان يک معيار براي طرح بتن براي محيطهاي مختلف و کاربريهاي متفاوت نمي تواند جوابگوي مشکلاتي باشد که در درازمدت در سازه هاي بتني ايجاد مي گردد. چند سالي است که مسأله پايايي و دوام بتن در محيط هاي مختلف و به ويژه خورنده براي بتن و بتن مسلح مورد توجه خاص قرار گرفته است.مشاهده خرابي هايي با عوامل فيزيکي و شيميايي در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتي بيشتر در کشور هاي در حال توسعه، افکار را به سمت طرح بتن هايي با ويژگي خاص و با دوام لازم سوق داده است. در اين راستا در پاره اي از کشورها مشخصات و دستورالعمل ها واستانداردهايي نيز براي طرح بتن با عملکرد بالا تهيه شده و طراحان و مجريان در بعضي از اين کشورهاي پيشرفته ملزم به رعايت اين دستورالعمل ها گشته اند.
در مواد تشکيل دهنده بتن نيز تحولات شگرفي حاصل شده است. استفاده از افزودني هاي مختلف به عنوان ماده چهارم بتن، گسترش وسيعي يافته و در پاره اي از کشورها ديگر بتني بدون استفاده از يک افزودني در آن ساخته نمي شود. استفاده از سيمان هاي مختلف با خواص جديد و سيمان هاي مخلوط با مواد پوزولاني و نيز زائده هاي کارخانه هاي صنعتي روز به روز بيشتر شده و اميد است که بتواند تحولي عظيم در صنعت بتن چه از نقطه نظر اقتصادي و چه از نظر دوام و نيز حفظ محيط زيست در قرن آينده بوجود آورد. در سازه هاي بتني مسلح نيز جهت پرهيز از خوردگي آرماتور فولادي از مواد ديگري چون فولاد ضد زنگ و نيز مواد پلاستيکي و پليمري (FRP) استفاده مي شود که گسترش آن منوط به عملکرد آن در دراز مدت گشته است. با توجه به نياز روز افزون به بتن هاي خاص که بتوانند عملکرد قابل و مناسبي در شرايط ويژه داشته باشند،سعي شده است تا در اين مقاله به پاره اي از اين بتن ها اشاره گردد. کاربرد مواد افزودني به ويژه فوق روان کننده ها و نيز مواد پوزولاني به ويژه دوده سيليس در توليد بتن با مقاومت زياد و با عملکرد خوب مختصراً آورده مي شود. بتن هاي خيلي روان که تحولي در اجرا پديد آورده است و نيز بتن هاي با نرمي بالا براي تحمل ضربه و نيروهاي ناشي از زلزله نيز از مواردي است که بايد به آنها اشاره نمود. کوشش هاي فراوان براي مبارزه با مسأله خوردگي آرماتور در بتن و راه حل ها و ارائه مواد جديد نيز در اواخر سالهاي قرن بيستم پيشرفت شتابنده اي داشته است که به آنها اشاره خواهد شد.

افزودني هاي خاص در شرايط ويژه :

براي ساخت بتن هاي ويژه در شرايط خاص نياز به استفاده از افزودني هاي مختلفي مي باشد. پس از پيدايش مواد افزودني حباب هواساز در سالهاي 1940 کاربرد اين ماده در هواي سرد و در مناطقي که دماي هوا متناوباً به زير صفر رفته و آب بتن يخ مي زند، رونق بسيار يافت. اين ماده امروز يکي از پر مصرف ترين افزودني ها در مناطق سرد نظير شمال آمريکا و کانادا و بعضي کشورهاي اروپايي است.
ساخت افزودني هاي فوق روان کننده که ابتدا نوع نفتالين فرمالدئيد آن در سالهاي 1960 در ژاپن و سپس نوع ملامين آن بعداً در آلمان به بازار آمد شايد نقطه عطفي بود که در صنعت افزودني ها در بتن پيش آمد. ابتدا اين مواد براي کاستن آب و به دست آوردن کارايي ثابت به کار گرفته شد و چند سال بعد با پيدايش بتن هاي با مقاومت زياد نقش اين افزودني اهميت بيشتري يافت. امروزه بتن هاي مختلفي براي منظور ها و خواص ويژه و نيز به منظور مصرف در شرايط خاص با اين مواد ساخته مي شود که ازميان آنها به ساخت بتن هاي با مقاومت زياد، بتن هاي با دوام زياد، بتن هاي با مواد پوزولاني زياد (سرباره کوره هاي آهن گدازي و خاکستر بادي) بتن هاي با کارايي بالا، بتن هاي با الياف و بتن هاي زير آب و ضد شسته شدن مي توان اشاره نمود.
بتن هاي با کارآيي بسيار زياد که چند سالي است از پيدايش آن در جهان و براي اولين بار در ژاپن نمي گذرد، تحول جديدي در صنعت ساخت و ساز بتني ايجاد کرده است. اين بتن که نياز به لرزاندن نداشته و خود به خود متراکم مي گردد، مشکل لرزاندن در قالب هاي با آرماتور انبوه و محلهاي مشکل براي ايجاد تراکم را حل نموده است. اين بتن عليرغم کارايي بسيار زياد خطر جدايي سنگدانه ها و خمير بتن را نداشته و ضمن ثابت بودن کارايي و اسلامپ تامدتي طولاني مي تواند بتني با مقاومت زياد و دوام و پاياپي مناسب ايجاد کند. در طرح اختلاط اين بتن بايد نسبت هاي خاصي را رعايت نمود. به عنوان مثال شن حدود 50 درصد حجم مواد جامد بتن را تشکيل داده و ماسه حدود 40 درصد حجم ملات انتخاب مي شود. نسبت آب به مواد ريزدانه و پودري بر اساس خواص مواد ريز بين 9/0 تا 1 مي باشد. با روش آزمون و خطا نسبت دقيق آب به سيمان و مقدار ماده فوق روان کننده مخصوص براي مصالح مختلف تعيين مي گردد. از اين بتن با استفاده از افزودني ديگري که گرانروي بتن را مي افزايد در زير آب استفاده شده است.

بتن هاي با عملکرد و دوام زياد

از آنجا که رسيدن به مقاومت بالا در بتن از اهداف دست اندرکاران کارهاي بتني در دو دهه اخير بوده است، ابتدا اين نوع بتن با مقاومت بيش از MPA50 ساخته شد.با پايين آوردن نسبت آب به سيمان تا حد 3/0 رسيدن به چنين مقاومتهايي بسيار آسان است. براي ساخت بتن هايي با مقاومت بيشتر و در حد Mpa 110-80 و براي تقويت ناحيه فصل مشترک سنگدانه درشت و خمير سيمان مواد سيليسي فعال و غير بلوري به نام دوده سيليس به کار گرفته شد. همزمان سنگدانه هايي با مقاومت بيشتر و با دانه بندي مناسب تر و با کنترل حداکثر اندازه سنگدانه در اين مخلوط ها به کار رفت.
از آنجا که در کاربرد اين بتن گاه مقادير بالايي سيمان و بيش از 400 کيلوگرم (حتي تا 500 کيلوگرم) مصرف مي شد، علاوه بر گراني اين بتن، ترک هايي نيز حين ساخت به دليل جمع شدگي پلاستيکي و ناشي از خشک شدن بيشتر اين بتن ها و نيز ترک هاي حرارتي بوجود آمد. همچنين با افزايش اين مقاومت تردي و شکنندگي بتن نيز افزايش يافت. چنين بتني نمي توانست در شرايط محيطي سخت و محيطهاي خورنده به علت وجود ترک هاي زياد دوام قابل قبولي داشته باشد.
به منظور افزايش دوام حين افزايش مقاومت ضمن کاربرد دوده سيليس و کم کردن آب و مصرف فوق روان کننده، مقدار سيمان کاهش يافته و در عوض مواد پوزولاني همچون دوده سيليس، خاکستر بادي، سرباره کوره هاي آهن گدازي، خاکستر پوسته برنج و بالاخره پوزولان هاي طبيعي به صورت مواد ريزدانه جايگزين آن گرديد. امروز شاهد ساخت بتن هايي با دوام که نفوذپذيري کمي دارند و در مقابل حملات شيميايي کلرورها و سولفات ها و گاز کربنيک و بعضاً واکنش قليايي پايدارتر مي باشند، هستيم.
براي مصرف اين بتن در سازه هاي بلند و رفع نقيصه شکنندگي در پاره اي موارد از الياف هاي کوتاه استفاده شده تا بدين وسيله نرمي اين بتن ها افزايش يابد. از مزاياي عمده اين بتن ها کاهش وزن ساختمان ها به علت کم کردن ابعاد ستون ها، صرفه جويي در ميزان بتن و فولاد، کوتاه شدن دوران ساخت، تغيير شکل هاي وابسته به زمان کمتر و پايايي و داوم بشتر آنها مي باشد.
به منظور کاستن وزن سازه هاي بتني که با بتن با مقاومت زياد ساخته مي شوند چند سالي است که با مصرف بخشي از سنگدانه هاي سبک در آن، بتن هاي سبک تري توليد نموده اند. امروزه بتن هايي با وزن مخصوص 2 تن بر متر مکعب و مقاومت هاي mpa 80-60 در بعضي پروژه ها به کار رفته است. به علت دوام قابل قبولي که اين بتن ها در آزمايشات متعدد از خود نشان داده اند مصرف آنها در چند سازه بتني دريايي در محيط هاي خورنده در کشورهاي نروژ، کانادا، ژاپن، آمريکا و استراليا گزارش شده است.
در کشور ما نيز اخيراً با توليد دوده سيليس در کارخانه هاي داخلي کاربرد اين ماده در بتن آغاز گشته است. در چند پروژه در جنوب کشور که به علت داشتن آب و هواي گرم و محيطي خورنده براي بتن و نيز فولاد از سخت ترين شرايط محيطي براي بتن است، بتن با سيمان داراي حدود 7 تا 10 در صد ميکرو سيليس به عنوان جابگزين سيمان استفاده شده است. بايستي توجه داشت که به علت عدم آب انداختگي اين بتن و واکنش هاي سريع و گرماي محيط خطر ايجاد ترک هاي پلاستيک در ساعات اوليه و سپس ترک هاي ناشي از خشک شدن و حرارتي در اين بتن ها زياد بوده و در صورت عدم کنترل و دقت و عمل آوري سريع و مناسب عليرغم مقاومت زياد وجود ترک در اين بتن ها سبب افزايش نفوذ پذيري آنها گشته و در نتيحه املاح و مواد خورنده به داخل بتن و خوردگي آرماتور خرابي بتن تشديد مي گردد. در پاره اي از تونل هاي انتقال آب و نيز تونل سدها نيز از اين ماده در طرح اختلاط بتن براي بتن پاشي پوشش استفاده شده است. پيوستگي خوب اين بتن و کم شدن مصالح بازگشتي و مقاومت و دوام خوب از خصوصيات آن درپوشش تونل ها است. اين ماده در لايه نهايي سرريز بعضي سدهاي کشور نيز در حال استفاده و يا در آينده استفاده نخواهد شد. مصرف ميکرو سيليس در بتن سبب افزايش مقاومت سايشي و فرسايشي بتن مي گردد.

بتن هاي با نرمي بالا

امزوزه کار برد بتن با نرمي بالاتر که بتواند تغيير شکل هاي زياد را بدون شکست تحمل نمايد، مورد توجه قرار گرفته است. تحقيقات در خصوص تأمين نرمي لازم در بتن با الياف هاي مختلف و حتي حذف آرماتور در حال انجام مي باشد. هدف از کاربرد الياف در بتن افزايش مقاومت کششي، کنترل گسترش ترک ها و افزايش طاقت بتن مي باشد تا قطعه بتني بتواند در مقابل بارهاي وارده در يک مقطع ترک خورده تغيير شکل هاي زيادي را پس از نقطه حداکثر تنش تحمل نمايد.
بتن با الياف مختلف در سال هاي اخير در سازه هاي عمده اي چون رو سازي راهها و فرودگاه ها، پي هاي عظيم با تغيير شکل هاي زياد و به ويژه در پوشش بتني تونل ها به کار رفته است. در ساخت پوشش تونل ها بتن اليافي با پاشيدن بر جداره شکل مي پذيرد. اخيراً براي حذف ترک ها در پوشش تونل هايي که به صورت چند تکه پيش ساخته اجرا مي شود از بتن بدون آرماتور و تنها الياف استفاده شده و اين نوع بتن سبب حذف ترک ها در حين عمل آوري و حمل و نقل قطعات و نصب آنها براي کامل کردن مقطع تونل هاي مترو شده است.
در نوع بسيار جديد بتن اليافي که مي توان با آن به حداکثر نرمي در بتن رسيد از روش ريختن دوغاب روي الياف استفاده مي شود . در اين روش ابتدا الياف ريخته شده و سپس فضاي بين آنها با ملات دوغابي پر مي شود. ميزان الياف در اين بتن حدود 10 در صد مي باشد که حدود 10 برابر ميزان الياف در بتن هاي اليافي متداول است. با اين مصالح لايه هاي محافظي بدون ترک و تقريبا غير قابل نفوذ مي توان ايجاد نمود. به علت نرمي زياد اين قطعات ظرفيت تغيير شکل پذيري اين قطعات به ميزان ظرفيت دال هاي فولادي مي رسد. مقاومت فشاري اين نوع بتن حدود 110-85 مگا پاسکال و مقاومت خمشي حدود N/m 45-35 مي باشد. از اين قطعات مي توان نه تنها به عنوان لايه هاي محافظ کوچک استفاده نمود بلکه در باندهاي فرودگاه در برابر ضربات عملکرد خوبي نشان مي دهند. در کارهاي تعميراتي دال ها مي توان از آنها به عنوان لايه روي بتن قديم و بدون درز و در زمان کوتاهي استفاده نمود.

آرماتورهاي غير فولادي در بتن

در سال هاي اخير استفاده محدودي از آرماتورهاي غير فلزي آغاز گشته است هر چند تحقيقات بر روي کاربرد وسيعتر آنها و عملکرد دراز مدت اين نوع آرماتورها ادامه دارد اين آرماتورها که معروف به آرماتورهاي با الياف پلاستيکي (FRP) هستند از الياف مختلفي چون الياف شيشه اي (GFRP) الياف آراميدي (Afrp) والياف کربني (CFRP) در يک رزين چسباننده تشکيل شده اند.
خاصيت عمده اين آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگي آنهاست که مي تواند در محيط هاي بسيار خورنده دوام دراز مدتي داشته باشند. علاوه بر اين مقاومت بالا، مقاومت به خستگي بالا، ظرفيت بالاي تغيير شکل ارتجاعي، مقاومت الکتريکي زياد و هدايت مغناطيسي پايين و کم اين مواد از مزاياي آنها شمرده مي شود. البته اين مواد معايبي چون کرنش گسيختگي کم و شکننده بودن و خزش زياد و تفاوت قابل ملاحظه ضريب انبساط حرارتي آنها در مقايسه با بتن را به همراه دارند.
اخيراً از الياف مختلف شبکه هايي بافته شده و به صورت يک شبکه آرماتور در سطح بتن براي کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنين در ديوارهاي نماي بتني ازآن استفاده مي کنند. تحقيقات روي کاربرد صفحات اليافي به جاي صفحات فولادي براي تقويت قطعات خمشي و تيرها و دال ها به ويژه در پل ها ادامه دارد. اين صفحات با رزين هاي اپوکسي به نواحي کششي از خارج اتصال داده مي شود. کاربرد صفحات با الياف کربني براي اين تقويت بيشتر رايج گشته و در چندين پل در ژاپن و در بعضي کشورهاي اروپايي از آن استفاده شده است.

بتن سبک و اثر ميکروسيليسها در افزايش مقاومت

توليد سيمان که ماده اصلي چسبندگي در بتن است در سال 1756 ميلادي در کشور انگلستان توسط «John smeaton » که مسئوليت ساخت پايه برج دريايي «Eddystone » را بر عهده داشت آغاز شد و درنهايت سيمان پرتلند در سال 1824 ميلادي در جزيره اي به همين نام در انگلستان توسط «Joseph Aspdin » به ثبت رسيد . مردم کشور ما نيز از سال 1312 با احداث کارخانه سيمان ري با مصرف سيمان آشنا شدند و با پيشرفت صنايع کشور ، امروزه در حدود 26 الي 30 ميليون تن سيمان در سال توليد مي گردد . با آگاهي مهندسان از نحوه استفاده سيمان در کارهاي عمراني ، اين ماده جايگاه خودش را در کشورمان پيدا کرد .
يکي از روشهاي ساختمان سازي که امروزه در جهان به سرعت توسعه مي يابد ساختمانهاي بتني است . بعد از انقلاب اسلامي به علت کمبود تير آهن در نتيجه تحريمها و نيز گسترش ساخت و سازهاي عمراني در کشور ، کاربرد بتن بسيار رشد نمود . علاوه بر اين موضوع ساختمانهاي بتني نسبت به ساختمانهاي فولادي داراي مزايايي از قبيل مقاومت بيشتر در مقابل آتش سوزي و عوامل جوي ( خورندگي ) آسان بودن امکان تهيه بتن به علت فراواني مواد متشکله بتون و عايق بودن در مقابل حرارت و صوت مي باشند که توسعه روز افزون اين نوع ساختمانها را فراهم مي سازد .
يکي از معايب مهم ساختمانهاي بتني وزن بسيار زياد ساختمان مي باشد که با ميزان تخريب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقيم دارد . اگر بتوانيم تيغه هاي جدا کننده و پانل ها را از بتن سبک بسازيم وزن ساختمان و در نتيجه آن تخريب ساختمان توسط زلزله مقدار زيادي کاهش مي يابد . ولي کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمي در محدود نمودن دامنه کاربرد اين نوع بتن و بهره گيري از امتيازات آن بوده است . استفاده از ميکروسيليس در ساخت بتن سبک سبب شده است که مقاومت بتن سبک بالا رود و اين محدوديت کاهش يابد . در اين تحقيق ضمن توضيحاتي در مورد بتن و تاثير آب بر روي مقاومت بتن ، بيشتر در باره بتن سبک و روشهاي افزايش مقاومت آن با استفاده از ميکروسيلس ، خواص مکانيکي و همچنين موارد کاربرد آن بحث مي شود .
1- سيمان
- سيمان توليد شده در کشور ما با سيمان توليد شده در کشورهاي صنعتي متفاوت است که لازم است تفاوت آن تا حد ممکن بررسي شود .
- طبقه بندي سيمانها شناسايي شود .
- عدم تنوع در کيفيت سيمان نشانه ضعفهايي از سيستم ساخت و ساز مي باشد .
- عدم استفاده از سيمان با کيفيت بالا از عوامل اوليه عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
2- شن و ماسه
- معيارها و آئين نامه هاي توليد کلان شن و ماسه بررسي شود .
- توليد کلان شن و ماسه در کشور ما از نظر معيار و رعايت آئين نامه هاي توليد بررسي شود .
- معايب شن و ماسه توليدي در کشور در حد کلان بدلائل زير آنرا در درجه دوم و يا سوم کيفيت قرار مي دهد .
الف- وجود گرد و غبار
ب-عدم شستشو
ج- دانه بندي نا صحيح
د- استفاده از شن و ماسه رودخانه اي بجاي شن و ماسه شکسته .
ه- استفاده از شن و ماسه درجه 2 و يا 3 از عوامل ثانوي عمر کوتاه ساختمان در بحث مصالح مي باشد .
افزايش مقاومت بتن مد نظر تمام دست اندرکاران صنعت توليد بتن مي باشد .

ساختار بتن :

- بتن داراي چهار رکن اصلي مي باشد که به صورت مناسبي مخلوط شده اند ، اين چهار رکن عبارتند از :
الف- شن
ب- ماسه
ج- سيمان
د- آب
- در برخي شرايط براي رسيدن به هدفي خاص مواد مضاف به آن اضافه مي شود که جزﺀ ارکان اصلي بتن به شمار نمي آيد .
- توده اصلي بتن مصالح سنگي درشت و ريز ( شن و ماسه ) مي باشد .
- فعل و انفعال شيميايي بين سيمان و آب موجب مي شود شيرابه اي بوجود آيد و اطراف مصالح سنگي را بپوشاند و مصالح سنگي را بصورت يکپارچه بهم بچسباند .
- استفاده از آب براي ايجاد واکنش شيميايي است .
- براي ايجاد کار پذيري لازم بتن مقداري آب اضافي استفاده مي شود تا بتن با پر کردن کامل زواياي قالب بتواند دور کليه ميلگرد هاي مسلح کننده را بگيرد .
- جايگاه استفاده آب در بتن به لحاظ انجام عمل هيدراتاسيون داراي حساسيت بسيار زيادي است .

ويژگيهاي آب مصرفي بتن :

- آب هاي مناسب براي ساختن بتن:
1- آب باران
2- آب چاه
3- آب برکه
4- آب رودخانه در صورتي که به پسابهاي شيميايي کارخانجات آلوده نباشد و غيره ?
بطور کلي آبي که براي نوشيدن مناسب باشد براي بتن نيز مناسب است باستثناﺀ مواردي که متعاقبا توضيح داده خواهد شد .

آبهاي نا مناسب براي ساختن بتن:

1- آبهاي داراي کلر ( موجب زنگ زدگي آرماتور مي شود)
2- آبهايي که بيش از حد به روغن و چربي آلوده مي باشند .
3- وجود باقيمانده نباتات در آب .
4- آب گل آلود ( موجب پايين آوردن مقاومت بتن مي شود )
5- آب باتلاقها و مردابها
6- آبهاي داراي رنگ تيره و بدبو
7- آبهاي گازدار مانند co2 و?
8- آبهاي داراي گچ و سولفات و يا کلريد موجب اثر گذاري نا مطلوب روي بتن مي شوند .
ـ نکته : 1- آبي که مثلا شکر در آن حل شده است براي نوشيدن مناسب است ولي براي ساخت بتن مناسب نيست .
ـ نکته : 2- مزه بو و يا منبع تهيه آب نبايد به تنهايي دليل رد استفاده از آب باشد .
ـ نکته : 3- ناخالصيهاي موجود در آب چنانچه از حد معين بيشتر گردد ممکن است بشدت روي زمان گرفتن بتن ، مقاومت بتن ، پايداري حجمي آن ، اثر بگذارد و موجب زنگ زدگي فولاد شود .
ـ نکته : 4- استفاده از آب مغناطيسي بعنوان يکي از چهار رکن اصلي مخلوط بتن مي تواند بعنوان تاثيرگذار بر روي يارامترهاي مقاومت بتن انتخاب گردد .

تمايز بتن از نظر چگالي :

الف- بتن معمولي : چگالي بتن معمولي در دامنه باريک 2200 تا 2600 kg/m3 قرار دارد زيرا اکثر سنگها در وزن مخصوص تفاوت اندکي دارند
ب- بتن سنگين : از اين بتنها در ساختمان محافظهاي بيولوژيکي بيشتر استفاده مي شود مانند ساختار ، آکتورهاي هسته اي و پناهگاههاي ضد هسته اي که مورد بحث ما نمي باشد که چگالي آن معمولا بيشتر از 2200 تا 2600 کيلوگرم بر متر مکعب مي باشد .
ج- بتن سبک : مصرف بتن سبک اصولا تابعي از ملاحظات اقتصادي است ضمن اينکه استفاده از اين بتن بعنوان مصالح ساختماني داراي اهميت بسيار زيادي است اين بتن داراي چگالي کمتر از 2200 تا 2600 کيلوگرم در متر مکعب مي باشد . بدليل اينکه داراي چگالي کمتر از بتن سنگين است داراي امتياز قابل توجهي از نظر ايجاد بار وارده بر سازه مي باشد چگالي بتن سبک تقريبا بين 300 و 1850 کيلوگرم بر متر مکعب مي باشد يکي از امتيازات مهم امکان استفاده از مقاطع کوچکتر و کاهش مربوطه در اندازه پي ها مي باشد ضمن اينکه قالبها فشار کمتري را از حالت بتن معمولي تحمل مي کنند و همچنين در کاهش جابجايي کل وزن مصالح بدليل افزايش توليد جايگاه ويژه اي دارد .

روش هاي کلي توليد بتن سبک :

روش اول : از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهري کم بجاي سنگدانه معمولي که تقريبا داراي چگالي 6/2 مي باشد استفاده مي کنند .
روش دوم : بتن سبک توليد شده در اين روش بر اساس ايجاد منافذ متعدد در داخل بتن يا ملات مي باشد که اين منافذ بايد به وضوح از منافذ بسيار ريز بتن با حباب هوا متمايز باشد که بنام بتن اسفنجي ، بتن منفذ دار و يا بتن گازي يا بتن هوادار مي شناسند .
روش سوم : در اين روش توليد ، سنگدانه ها ي ريز از مخلوط بتن حذف مي شوند . بطوريکه منافذ متعددي بين ذرات بوجود مي آيد و عموما از سنگدانه هاي درشت با وزن معمولي استفاده مي شود . اين نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ريز مي نامند .
ـ نکته : کاهش در وزن مخصوص در هر حالت به واسطه و جود منافذ يا در مصالح يا در ملات و يا در فضاي بين ذرات درشت موجب کاهش مقاومت بتن مي شود .

طبقه بندي بتن هاي سبک بر حسب نوع کاربرد آنها :

- بتن سبک بار بر ساختمان
- بتن مصرفي در ديوارهاي غير بار بر
- بتن عايق حرارتي
مثال : طبق استاندارد 77 ? 330 ASTM C در بتن سبک ---- مقاومت فشاري بر مبناي نمونه هاي استوانه اي استاندارد از شده پس از 28 روز نبايد کمتر از Mpa 17 باشد . و وزن مخصوص آن نبايد از 1850 کيلوگرم بر متر مکعب تجاوز نمايد که معمولا بين 1400 او 1800 کيلوگرم بر متر مکعب است .
نکته : 2- بتن مخصوص عايق کاري معمولا داراي وزن مخصوص کمتر از 800 کيلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بين 7/0 و Mpa 7 مي باشد .

انواع سبک دانه هايي که به عنوان مصالح در ساختار بتن سبک استفاده مي شود :

الف- سبک دانه هاي طبيعي : مانند دياتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دياتومه ها بقيه آنها منشاﺀ آتشفشاني دارند .
ـ نکته :1- اين نوع سبک دانه ها معمولا بدليل اينکه فقط در بعضي از جاها يافت مي شوند به ميزان زياد مصرف نمي شوند ، معمولا از ايتاليا و آلمان اينگونه مصالح صادر مي شود .
ـ نکته : 2- از انواعي پوکه معدني سنگي که ساختمان داخلي آن ضعيف نباشد بتن رضايت بخشي با وزن مخصوص 700 تا 1400 کيلو گرم بر متر مکعب توليد مي شود که خاصيت عايق بودن آن خوب مي باشد اما جذب آب و جمع شدگي آن زياد است . سنگ پا نيز داراي خاصيت مشابه است .
ب- سبک دانه هاي مصنوعي : اين سبک دانه ها به چهار گروه تقسيم مي شوند:
- گروه اول : که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسي ، سنگ لوح ، سنگ رسي دياتومه اي ، پرليت ، اسيدين، ورميکوليت بدست مي آيند .
- گروه دوم : از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازي به طريقي مخصوص بدست مي آيد
- گروه سوم : جوشهاي صنعتي ( سبکدانه هاي کلينکري) مي باشند .
- گروه چهارم : مخلوطي از خاک رس با زباله خانگي و لجن فاضلاب پردازش شده را مي توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبديل به سبک دانه شود ولي اين روش هنوز به صورت توليد منظم در نيامده است.
ادامه دارد.....
/خ