در این مطلب قصد داریم شما را با ساختار و مواد تشکیل دهنده بتن آشنا کنیم.
مصالحی که در ساخت بتن از انها استفاده می‌شوند عبارتند از:
- مصالح سنگی
- سیمان
- آب
- مواد افزودنی
این مصالح باید تامین کننده ضوابط طراحی سازه و سازگار با شرایط محیطی ان باشند، در مصالح مصرفی بتن معمولا درصدهای بسیار کمی از مواد زیان آور مانند رس‌ها دیده می‌شود، باید توجه داشت که درصد ان از مقادیر مجاز تجاوز ننماید، اگر به هر علتی مصالح مصرفی دربتن منطبق با ضوابط طراحی تشخیص داده نشد باید به دقت اثرات ان بر طراحی بررسی شود و تدابیر لازم اتخاذ گردد.
مصالح سنگی مناسب برای بتن:
طبیعی: از بستر رودخانه‌ها و یا معادن شن و ماسه استحصال می‌شود.
شکسته: سنگدانه‌های بزرگ توسط دستگاه‌های سنگ شکن خرد شده و استفاده می‌گررد، در خصوص این مصالح باید توجه داشت که بعد از خرد شدن باید دانه بندی و شسته شوند، چون ناخالصی‌های موجود در ان می‌تواند از مقاومت بتن بکاهد.
باید توجه داشت که استفاده از سنگدانه‌های درشت عموما به موارد زیر بستگی دارد:
- شکل اعضای بتنی
- حجم و چینش میلگردها فولادی
اما به صورت کلی بیشتر از 38 میلیمتر در بتن مسلح توصیه نمی‌شود، و استفاده از سنگدانه‌های با قطر بیشتر از 68 میلیمتر برای بتن غیر مجاز می‌باشد.
انواع سیمان‌های مورد استفاده در بتن:
1) سیمان پرتلند معمولی یا نوع یک:
- هنگامی از نوع بهره گرفته می‌شود که در عملیات بتنی انجام شده شرایط ویژه و محدوده خاصی برقرار نباشد.
- کسب مقاومت نسبتا سریعی را فراهم می‌اورد.
- در انواع سازه‌های ساختمان و راه و...، کاربرد دارد.
2) سیمان پرتلند با حرارت متوسط معروف به نوع دو:
- در شرایطی از این نوع سیمان در طرح اختلاط بتن استفاده می‌شود که شرایط محیطی پروژه متاثر از وجود ضعیف سولفات‌ها و یا هنگامی که احتمال حمله نمک‌های کلر به بتن آرمه می‌رود، استفاده از نوع می‌تواند موثر باشد.
- کندگیرتر از سیمان پرتلند معمولی می‌باشد.
- این سیمان‌ها هنگام گیرش تولید حرارت کمتری را سبب می‌شود، و لذا در سازه‌های حجیم مورد استفاده قرار می‌گیرد، به علت اینکه این سیمان‌ها مقاومت خوبی در برابر خورندگی مواد شیمایی دارند، در سازه‌های دریایی کاربرد فراوانی دارند.
3) سیمان زود سخت شونده یا نوع سه:
- هنگامی از سیمان پرتلند نوع سه بهره گرفته می‌شود که افزایش سرعت در کسب مقاومت مورد نیاز باشد و یا در شرایطی که دمای محیط بتن ریزی پایین باشد.
- سرعت کسب مقاومت بالایی دارد.
- به علت گیرش سریع در سازه‌های بتنی پیش ساخته کاربرد فراوانی دارد، در ضمن به علت تولید دمای بالا در زمان گیرش، استفاده از ان اثر دمای هوای پایین را جبران می‌کند.
4) سیمان پرتلند با تولید حرارت کم یا نوع چهار:
- کاربرد این نوع سیمان در پروژه‌هایی که نیاز به تولید حرارت هیداسیون کم دارد، در بتن ریزی‌های حجیم می‌توان از این خاصیت سیمان نوع چهار کمک گرفت.
- نسبتا به علت تولید دمای پایین حین گیرش، دیرگیرتر از انواع بقیه سیمان‌ها می‌باشد.
- معمولا برای بتن ریزی سازه‌های سدهای وزنی عظیم و بتن ریزی‌های حجیم استفاده می‌شود.
5) سیمان پرتلند ضد سولفات یا نوع پنج:
- در طرح اختلاط بتن و ملات‌هایی از این نوع سیمان بهره گرفته می‌شود که در معرض شدید حمله سولفات‌ها قرار بگیرند.
- مقاومت پایینی در برابر انواع اسیدها و نمک‌های کلر از خود نشان می‌دهد.
- رنگ ان نسبتا تیره تر از سیمان‌های دیگر می‌باشد.
- در محیط‌هایی که هم آلوده به سولفات‌ها و هم کلریدها می‌باشد نباید از این نوع سیمان در طرح اختلاط استفاده کرده، بلکه باید از سیمان نوع دو بهره گرفت.
آب مناسب برای طرح اختلاط بتن:
- آب‌های آشامیدنی تمیز و صاف که از هر گونه آلودگی به روغن ها، اسیدها، املاح، کلورها، سولفات و...، پاک باشند می‌توان استفاده کرد.
- هر آبی که PH آن 5 الی 8 باشد و طعم شوری نداشته باشد برای بتن منسب است.
مواد افزودنی به بتن در طرح اختلاط:
افزودنی‌هایی که در بتن استفاده می‌شوند به دو دسته کلی زیر تقسیم می‌شوند:
1) مواد افزودنی شیمیایی:
تولید کننده‌های حباب: می توان به بعضی از مزیت این حباب‌ها که بعد از سخت شدن بتن در آن باقی می‌ماند اشاره نمود:
- افزایش کارایی بتن و امکان بتن ریزی در حجم بالای آرماتور.
- ممانعت از جداشدگی دانه‌ها که به آب انداختن بتن منتهی می‌شود.
موادی که آب مصرفی در طرح اختلاط را کاهش می‌دهد:
- با کاهش دادن نسبت آب به سیمان مقومت بالا تری را به یتن می‌دهد.
- افزایش کارایی بتن بدون نیاز به افزایش نسبت آب به سیمان.
موادی که گیرش بتن را کند می‌کند:
- موجب کاهش دمای ناشی از گیرش می‌شود و در نتیجه در بتن ریزی‌های حجیم که حرارت بالایی را تولید می‌کند کاربرد فراوان دارد.
- در بتن ریزی‌ها در دمای بالا و خشک و یا هنگام باد‌های شدید می‌تواند کارا باشد.
موادی که گیرش را تسریع می‌بخشد:
- استفاده از این افزودنی‌ها در دما‌های پایین و یخبندان می‌تواند مفید باشد.
- باید توجه داشت که استفاده از کلرید کلسیم که معروف ترین ماده این افزودنی هاست در بتن آرمه مجاز نمی‌باشد، و فقط در بتن‌های بدون آرماتور مصرف می‌شود.
2) الیاف و افزودنی‌های معدنی:
رنگ دانه ها: این ماده برای تولید بتن‌های رنگی استفاده می‌شود و اثر دیگری ندارد:
- اکسید آهن: برای تولید رنگ‌های زرد، قرمز، قهوه‌ای و سیاه استفاده می‌شود.
- اکسید کرم: برای تولید رنگ سبز بتن استفاده می‌شود.
پوزولان ها: خاکستر بادی متداولترین ماده پوزولون‌ها می‌باشد که برای کاهش میزان سیمان، کاهش حرارت تولید شده، جلوگیری از آب انداختن بتن و..، استفاده می‌شود.