در سال 500 پس از میلاد، هنر ساخت آهک در یونان باستان توسعه یافت. این نوع ملات در ساخت کاخ ها و معابد یونانی کاربرد فراوانی داشت. ب. ه. ک. رومی ها خاکستر آتشفشانی ویژه استخراج شده از منطقه پوزوولی ایتالیا را با آهک مخلوط کردند و دریافتند که این ترکیب قوی تر از هر ماده قبلی است. بعدها این ماده "پوزولان" نامیده شد. بسیاری از سازه های پوزولانی رومی، یونانی، هندی و مصری با قدمت هزاران سال در حال حاضر قابل مشاهده هستند. همین امر به دلیل پایداری زیاد سازه های بتنی و دلیل استفاده مداوم از آنها در چند هزار سال گذشته تا به امروز است.


بتن چیست؟

"بتن" مخلوطی از ماسه، ماسه یا سنگ خرد شده با درجه های مختلف (دانه های ریز و ماسه) است که توسط خمیر سیمان به یکدیگر متصل می شوند. البته بسته به شرایط مورد نیاز می توان از افزودنی های شیمیایی مانند کندکننده ها، روان کننده ها و ... و افزودنی های معدنی مانند خاکستر بادی، ضایعات و ... استفاده کرد. سخت شدن مخلوط بتن نتیجه واکنش شیمیایی بین آب و سیمان است.

«بتن سخت» را می توان سنگی مصنوعی دانست که در آن فضای بین ذرات درشت (دانه سنگدانه) با ذرات ریز (دانه ریز) پر شده و فضای بین سنگدانه ها با سیمان پر می شود. در مخلوط بتن سیمان و آب خمیری به نام «خمیر سیمان» تشکیل می دهند. عملکرد خمیر سیمان پر کردن فضای خالی بین سنگدانه های ریز، پوشاندن سطح سنگدانه های ریز و درشت و چسباندن تمام ذرات در طول فرآیند گیرش یا گیرش است. در ادامه نیز همراه خبر بیست و سی باسید.

ترکیب بتن

بتن مخلوطی از شن، ماسه، سنگ خرد شده یا سایر سنگدانه ها است که توسط چسب به هم متصل می شوند. خواص این ماده به مواد به کار رفته در آن و نسبت اختلاط این مواد بستگی دارد. به طور کلی اجزای بتن عبارتند از:

سیمان

سیمان یک ماده مایع است که برای ساخت بتن استفاده می شود. بایندرهای هیدرولیک موادی هستند که با مخلوط شدن با آب شروع به سخت شدن می کنند. خمیر سیمان (مخلوطی از آب و سیمان) با یک واکنش شیمیایی به نام "هیدراتاسیون" سخت می شود. واکنش های هیدراتاسیون هم در هوای آزاد و هم در زیر آب رخ می دهد.

پرتلندسمنت ها

در میان اجزای اصلی بتن، سیمان تنها جزء ساخته شده از سایر ترکیبات است. رایج ترین نوع سیمانی که برای ساخت بتن استفاده می شود، سیمان پرتلند است. برای ساخت سیمان پرتلند، سنگ آهک، ماسه سنگ، شیل، آهن، خاک رس و خاکستر بادی را در یک کوره استوانه ای می ریزند. سپس مخلوط حاصل در معرض دمای بیش از 1600 درجه سانتیگراد قرار می گیرد. با آزاد شدن آب و دی اکسید کربن در طی این فرآیند، ترکیب جدیدی به نام «کلینکر» ایجاد می شود. سیمان پرتلند از آسیاب کردن کلینکر (تبدیل آن به ذرات ریز) و مخلوط کردن آن با گچ به دست می آید. در سطح اروپا، سیمان به پنج گروه زیر تقسیم می شود:

  • CEM I: سمنت پورتلند (نوع 1)
  • CEM II: سیمان کامپوزیت (نوع 2 عمدتاً از سیمان پرتلند تشکیل شده است)
  • CEM III: سیمان سرباره (نوع 3)
  • CEM IV: سیمان پوزولان (نکته 4)
  • CEM V: سیمان مرکب (نوع 5)

تجمیع

سنگدانه بتن معمولاً ترکیبی از شن (ذرات درشت) و ماسه (ذرات ریز) با دانه بندی مشخص است. سنگدانه ها مانند ساختار دانه ای بتن توسط خمیر سیمان به هم متصل می شوند. این مواد 70-80 درصد وزن بتن را تشکیل می دهند. استفاده از سنگدانه هایی با اندازه و کیفیت بهینه باعث بهبود خواص نهایی بتن می شود.

  • سنگدانه های خرد شده و طبیعی با دانه بندی های مختلف
  • سنگدانه ها به طور طبیعی (بستر رودخانه) و صنعتی (سبک و بازیافتی) یافت می شوند. برای به دست آوردن بتن مرغوب، این مواد شسته شده و با فرآیندهای مکانیکی (خراش، سنباده و اختلاط) به ذرات مختلف می رسند. ویژگی های سنگدانه های خوب به شرح زیر است:
  • سنگدانه باید یک پیوند قوی با خمیر سیمان سخت شده تشکیل دهد.
  • سنگدانه ها نباید در فرآیند پخت سیمان تداخل ایجاد کنند.

نباید بر دوام بتن دانه بندی شده تأثیر منفی بگذارد.

آب

کیفیت آب مصرفی برای تولید بتن به منبع آن بستگی دارد. طبق استاندارد EN1008 انواع آب به دو دسته تقسیم می شوند:
آب آشامیدنی: این آب برای ساخت بتن مناسب است.
آب بازیافتی: آب بازیافت شده در طول فرآیند تولید بتن نیز به طور کلی برای استفاده مجدد مناسب است. البته مقدار مواد جامد موجود در آن نباید از یک درصد جرم کل بیشتر باشد.
آب های زیرزمینی: این آب برای ساخت بتن نیز مناسب است اما باید محتویات آن را بررسی کنید.
آب دریا (آب نمک): استفاده از آب دریا برای ساخت بتن معمولی مشکلی ندارد اما در ساخت بتن مسلح یا پیش تنیده نباید از این نوع آب استفاده کرد. دلیل این امر این است که کلرید می تواند با میلگرد واکنش شیمیایی نشان دهد.
آب فاضلاب: استفاده از این آب برای اختلاط بتن مناسب نیست.

اضافه کردن

مواد افزودنی مواد مایع یا پودری هستند که قبل یا در حین اختلاط به مخلوط بتن اضافه می شوند. مقدار افزودنی مصرفی بستگی به میزان سیمان دارد. افزودنی های بتن تأثیر قابل توجهی بر خواص مخلوط تازه یا سخت شده دارند. اثر این مواد شیمیایی یا فیزیکی است. مواد افزودنی به دو دسته شیمیایی و معدنی تقسیم می شوند. در قسمت مربوط به افزودنی های بتن به معرفی انواع افزودنی های شیمیایی و معدنی می پردازیم.

نقش عناصر بتنی چیست؟

هر قسمت از بتن نقش خاص خود را دارد. نقش سیمان تغییر بتن از مایع به جامد است. با ترکیب آب با سیمان پرتلند و تامین رطوبت، دما و زمان کافی، مخلوط حاصل شروع به سفت شدن می کند. این فرآیند درمان نامیده می شود. فرآوری سیمان پرتلند با تبخیر آب انجام نمی شود. در عوض، از طریق یک واکنش شیمیایی هیدراتاسیون یا پوشش آب صورت می گیرد. در واقع، آب در طول فرآیند هیدراتاسیون بخشی از بتن فرآوری شده می شود. به همین دلیل نباید اجازه داد بتن در حین عمل آوری خشک شود. این می تواند از هیدراتاسیون کامل جلوگیری کند و از رسیدن مخلوط به استحکام نهایی خود جلوگیری کند. با توجه به این مواد ممکن است این سوال پیش بیاید که «اگر فقط آب و سیمان باعث کارکرد و سفت شدن بتن می شود، پس نقش ماسه و سنگدانه چیست؟».

برای پاسخ به این سوال به تصویر بالا با دقت نگاه کنید. همانطور که می بینید، خمیر سیمان تمام سنگدانه های ریز و درشت را در کنار هم نگه می دارد و فضای خالی بین آنها را پر می کند. استفاده از ترکیب آب و سیمان شل می تواند گران باشد. بنابراین استفاده از سنگدانه ها هزینه کل را کاهش می دهد. علاوه بر این، استفاده از این مواد منجر به افزایش استحکام و کاهش انقباض (ناشی از آزاد شدن آب در هنگام پردازش) می شود. در نهایت ترکیب همه این اجزا، بتن را به یکی از مناسب ترین مصالح ساختمانی تبدیل می کند. در ادامه به معرفی انواع افزودنی ها و تاثیر آنها بر خواص بتن می پردازیم.

مواد افزودنی بتن چیست و چه کاربردهایی دارد؟

افزودنی بتن ماده ای است که قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به مخلوط بتن اضافه می شود. هدف از استفاده از این مواد کاهش هزینه ها، تغییر خواص، بهبود کیفیت و افزایش بهره وری در حین عملیات اختلاط، انتقال، بتن ریزی و جاگذاری می باشد. امروزه در اکثر مخلوط های بتن از یک یا چند ماده افزودنی استفاده می شود. هزینه افزودنی ها به نوع و کیفیت آنها بستگی دارد. مواد افزودنی به طور کلی به دو گروه افزودنی های شیمیایی و افزودنی های معدنی تقسیم می شوند.

انواع افزودنی های شیمیایی بتن چیست؟

افزودنی های شیمیایی بتن به شش گروه کند کننده، فوم مولد، آب مولد، تسریع کننده، کاهنده، روان کننده و ضد خوردگی تقسیم می شوند. در ادامه، هر یک از این افزودنی ها و چگونگی تاثیر آنها بر خواص بتن را معرفی می کنیم.

 

مطالب مرتبط:

خانه چوبی چیست | ویلایی چوبی مناسب چه افرادی است

بازسازی ساختمان | بازسازی خانه l طراحی دکوراسیون داخلی

 

منبع: پولیش بتن