بتن و انواع آن
فهرست
بتن چیست؟
مواد تشکیل دهنده بتن
معرفی انواع بتن
بتن با مقاومت بالا
بتن سبک
بتن پیش تنیده
بتن پس تنیده
بتن شفاف
بتن خود متراکم
بتن با مقاومت بالا
بتن سبک
بتن پیش تنیده
بتن پس تنیده
بتن شفاف
بتن خود متراکم
بتن چیست؟
بتن به انگلیسی: (Concrete) در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد اتلاق می شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمانهای هیدرولیکی و آب می باشد. حتی امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می شود
مواد تشکیل دهنده بتن
سنگدانه ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می دهند و سیمان یک چهارم
آب (Water)
کیفیت آب در بتن از آن جهت حائز اهمیت است که ناخالصی های موجود در آن ممکن است در گیرش سیمان اثر گذاشته و اختلالاتی به وجود اورند. همچنین آب نامناسب ممکن است روی مقاومت بتن اثر نامطلوب گذاشته و سبب بروز لکه هایی در سطح بتن و حتی زنگ زدن آرماتور بشود.
در اکثر اختلاط ها آب مناسب برای بتن آبی است که برای نوشیدن مناسب باشدمعیار قابل آشامیدن بودن آب برای اختلاط مطلق نیست و ممکن است یک آب اشامیدنی به جهت داشتن درصد بالایی از یونهای سدیم و پتاسیم که خطر واکنش قلیایی دانه های سنگی را به همراه دارد، برای بتن سازی مناسب نباشد.
به عنوان یک قاعده کلی هر آبی که ph (درجه اسیدیته) آن بین ۶ الی ۸ بوده و طعم شوری نداشته باشد می تواند برای بتن مصرف شود. رنگ تیره و بو لزوما وجود مواد مضر در آب را به اثبات نمی رساند
مقدار آب مصرفی
مقدار آب مصرفی در داخل بتن بسیار با اهمیت است. به منظور تکمیل فرایند واکنش سیمان با آب مقدار مشخصی آب مورد نیاز است. در صورتی که این مقدار کمتر از آن حد باشد قسمتی از سیمان برای واکنش آب کافی دریافت نمیکند و واکنش نداده باقی میماند.
در صورتی که بیش از مقدار مورد نیاز آب به مخلوط بتن اضافه شود پس از تکمیل واکنش، مقداری آب به صورت آزاد در داخل بتن باقی میماند که پس از سخت شدن بتن باعث پوکی آن و نتیجتا کاهش مقاومت خواهد شد. به همین دلیل دقت در مصرف نکردن آب زیاد در داخل بتن به منظور حصول مقاومت بالا ضروری است
مقدار آب لازم برای تکمیل واکنش به صورت پارامتر نسبت آب به سیمان تعریف میشود.
این نسبت برای سیمان پرتلند معمولی حدود ۲۵ درصد است.
با این مقدار آب بتن فاقد کارایی لازم خواهد بود و معمولاً نسبت آب به سیمان مورد استفاده در کارگاههای ساختمانی بیش از این مقدار است. در تعیین نسبت اختلاط بتن پارامتری لحاظ می شود که مقدار رطوبت سنگدانه ها را نیز قبل از افزودن آب به بتن لحاظ می کند که در تعیین مقدار آب مورد نیاز حائز اهمیت است.
این رطوبت اضافی (یا کمبود رطوبت) مقدار رطوبت مازاد(کمبود رطوبت) سنگدانه ها از حالت اشباع با سطح خشک SSD یا(Saturated Surface Dry)است
عمل آوری
به دلیل تبخیر قسمتی از آب مورد نیاز قبل از تکمیل واکنش بین آب و سیمان (که چندین روز طول میکشد) قسمتی از سیمان موجود در مخلوط بتن واکنش نداده باقی میماند. پس از بتن ریزی باید بلافاصله توجه لازم به فرایند عمل آوری معطوف گردد.
عمل آوری عبارت است از حفظ رطوبت بتن تا زمانی که واکنش بین سیمان و آب تکمیل شود.
این عمل میتواند به وسیله عایقکاری موقت، پاشش آب یا تولید بخار صورت گیرد. از دیدگاه عملی، حفظ رطوبت بتن برای ۷ روز توصیه میشود. در شرایطی که این کار ممکن نباشد حداقل زمان عمل آوری بتن نباید کمتر از ۲ روز باشد
سنگدانه ها (Aggregates)
سنگدانه ها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل می دهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پاره ای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تاثیر می گذارد. دانه های سنگی طبیعی معمولاً بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگ های مادر تشکیل می شوند
اندازه دانه های سنگی
بتن عموما از سنگدانه هایی به اندازه های مختلف که حداکثر قطرآن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر می باشد ساخته می شود. به طور متوسط از سنگدانه هایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده می شود
افزودنی ها Admixtures
معمولا به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن ان با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه می شوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه می شوند. افزودنی های شیمیایی اساسا عبارتند
از:تقلیل دهنده های آب، کندگیر کننده ها و تسریع کننده های گیرش که در ایین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوان های تیپ های C،B،A طبقه بندی شده اند. دسته بندی افزودنی ها در استاندارد BS نیز مشابه می باشد.
در ضمن افزودنی های دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است
تسریع کننده ها
افزودنی هایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع می کنند و مقاومت اولیه بتن را بالا می برند. چند نمونه از تسریع کننده ها عبارتند از: کربنات سدیم، کلرورآلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم، نمک های آهن و کلرور کلسیم
کندگیر کننده ها
افزودنی هایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر می اندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه می شود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از گیرش در بتن ریزی های متوالی مفید می باشند. به عنوان چند نمونه از کندگیر کننده ها می توان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمک های محلول روی و براتهای محلول نام برد به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق ۰٫۰۵ وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آنرا به تاخیر می اندازد. مصرف ۰٫۲ تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل می اورد
تقلیل دهنده های آب(روان کننده ها(
این افزودنی ها به سه منظور به کار می روند:
۱-رسیدن به مقاومتی بالاتر به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان
۲-رسیدن به کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و نتیجتا کاهش حرارت هیدراتاسیون در توده بتن.
۳-سادگی بتن ریزی به وسیله افزایش کارایی در قالبهایی با آرماتور انبوه و موقعیت های غیرقابل دسترسی
بتن با مقاومت بالا (HSC=High Strength Concrete)
در چند دهه اخیر رسیدن به مقاومت فشاری بالا در بتن از اهداف اصلی دست اندرکاران کارهای بتنی بوده است . بر اساس تعریف موسسه بتن آمریکا ، بتن با مقوامت بالا بتنی است که دارای مقاومت فشاری بالاتر از 42 MPA برای بتن ساخته شده از سنگدانه های سبک باشد . شایان ذکر است که اغلب آیین نامه های بتن هنوز مقوامت فشاری بتن مورد استفاده در سازه ها را به 60Mpa محدود میکنند .
البته اخیرا بعضی از آیین نامه های بتن ، تحت شرایطی تا حد 105 Mpa را نیز مجاز می شمارند .
غالبا ساخت بتنی با مقاومت فشاری در حدود 50 Mpa با کاهش نسبت آب به سیمان تا حد 0.3 امکان پذیر است . ساخت بتنی با مقاومت زیاد و در حد 120 Mpa و استفاده از آن در ساخت سازه های مختلف به ویژه ساختمان های بلند ، در کشورهای پیشرفته دنیا رواج یافته ساخت . از جمله مزایای این بتن ها می توان به مقاومت فشاری و مقاومت کششی بالا ، مدول الاستیسیته بیشتر و نفوذ پذیری کمتر آن ها اشاره کرد . از عوامل موثر در رسیدن به چنین مقاومت های بالا در بتن ، استفده از شن و ماسه مقاوم و با شکل مناسب ، افزایش مقدار سیمان مصرفی ، محدود کردن اندازه بزرگترین سنگدانه ، استفاده از ماسه با مدول نرمی مناسب و نسبت ماسه به سیمان مناسب برای همگنی بیشتر آن می باشد . همچنین با استفاده از مواد بسیار ریزدانه و با اندازه هایی کمتر از دهم میکرون مانند دوده سیلیس می توان مجموعه ای متراکم تر و با تخلخل بسیار کم را تهیه نمود .
در مورد اجرا نیز باید با استفاده از نیروهای ماهر و تجهیزات مناسب ، نظارت دقیقی بر اجرای صحیح بتن اعمال گردد. عمل آوری بتن هم باید بصورت پیوسته و با تامین رطوبت کافی و در دمای 20 الی 25 درجه سانتی گراد انجام شود .
موضوع دیگر درباره بتن های با مقاومت بالا این است که برخی مواقع مصرف سیمان در آنها خیلی افزایش یافته و ممکن است به بیش از 500 kg/m3 هم برسد . این موضوع علاوه بر افزایش قیمت تمام شده آن ، باعث می شود به دلیل ازدیاد حرارت و جمع شدگی در بتن ، ترک هایی در آن ایجاد شود .
چنین بتنی به علت وجود ترک های زیاد نمی تواند در شرایط محیطی سخت و خورنده ، دوام قابل قبولی داشته باشد .
به منظور افزایش دوام این بتن ها ، ضمن کاهش آب مصرفی و استفاده از فوق روان کننده ها ، مقدار سیمان مصرفی را کم کرده و در عوض مواد پوزولانی نظیر دوده سیلیس ، خاکستر بادی و سرباره کوره آهن گدازی را به صورت مواد ریزدانه جایگزین آن می نمایند
خواص بتن با مقاومت بالا و موارد کاربرد آن :
مقاومت فشاری بتن شاید مهمترین معیار کیفیت آن باشد . عواملی نظیر مشخصات سنگدانه ها از لحاظ شکل ، بافت و حداکثر اندازه آنها ، مقدار سیمان مصرفی و نسبت آب به سیمان بر مقاومت فشاری بتن تاثیر می گذارند . غالبا رشد مقاومت بتن HSC در سنین اولیه نسبت به بتن معمولی بیشتر است ، ولی افزایش مقاومت در طول زمان ، تابع مواد تشکیل دهنده و روش های عمل آوری بتن می باشد .
نکته قابل توجه در عمل آوری بتن با مقاومت زیاد ، تامین رطوبت و دمای کافی است تا در طول دوره عمل آوری ، آبگیری سیمان تداوم داشته باشد .
مقاومت کششی بتن از دیگر خصوصیات مکانیکی آن می باشد .
به طور معمول مقاومت کششی بتن حدود 10 تا 15 درصد مقاومت فشاری آن است ، بنابر این کلیه عوامل موثر بر مقاومت فشاری بر روی مقاومت کششی نیز تاثیر گذار بوده و مقاومت کششی بتن HSC به مراتب بیشتر از بتن معمولی می باشد
دامنه کاربرد بتن های با مقاومت بالا ، خیلی وسیع نیست . امروزه استفاده اصلی از بتن HSC در ساختمان های بلند مرتبه ، پل های پیش تنیده و ساخت بعضی سازه های خاص می باشد . اگر چه در ساخت قسمت های مختلف ساختمانهای بلند ممکن است از بتن با مقاومت بالا استفاده شود ، ولی کاربرد اصلی بتن سازه های خاص می باشد . اگر چه در ساخت قسمت های مختلف ساختمانهای بلند ممکن است از بتن با مقاومت بالا استفاده شود ، ولی کاربرد اصلی بتن HSC در ساخت ستون های این نوع ساختمان ها می باشد . با انجام چنین کاری ابعاد ستون ها به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافته و امکان افزایش تعداد طبقات یک ساختمان فراهم می آید . در ساخت پل ها نیز از بتن با مقاومت بالا بطور روز افزونی استفاده می شود
مقاومت کششی بتن با ازدیاد مقاومت فشاری آن افزایش یافته و این امر در طراحی اعضای بتنی پیش تنیده نظیر شاه تیر ها (که در آن مقاومت کششی بتن کنترل کننده است) دارای ارزش زیادی می باشد . همچنین کاهش خزش در بتن با مقاومت بالا ، برای کاهش اتلاف پیش تنیدگی شاه تیرهای پل مفید است . ساخت سازه های خاص نظیر سازه های ساحلی ، سقف جایگاه تماشاگران میادین ورزشی ، پایه های بعضی پل ها ، عرشه پل های کابلی در دهانه های بزرگ جهت کاهش وزن عرشه و غیره نیز ممکن است از بتن با مقاومت بالا استفاده شود . برای بررسی بتن HSC از جنبه اقتصادی باید اشاره شود که استفاده از مواد افزودنی فوق – روان کننده و ترکیبات تکمیلی سیمان نظیر خاکستر بادی ، میکرو سیلیس و سرباره کوره آهنگدازی در مخلوط بتن با مقاومت بالا و همچنین افزایش کیفیت مصالح سنگی و اعمال کنترل کیفیت شدید در هنگام ساخت ، حمل و نقل و جابجایی بتن و نظارت دقیق در مرحله بتن ریزی و عمل آوری آن ، همگی عواملی هستند که قیمت تمام شده بتن با مقاومت بالا را افزایش می دهند ، با این حال در بیشتر کاربرد های بتن با مقاومت بالا ، فواید و محاسن استفاده از آن به قدری زیاد است که عملا افزایش هزینه های مزبور جبران می شود .
برای بررسی بتن HSC از جنبه اقتصادی باید اشاره شود که استفاده از مواد افزودنی فوق – روان کننده و ترکیبات تکمیلی سیمان نظیر خاکستر بادی ، میکرو سیلیس و سرباره کوره آهنگدازی در مخلوط بتن با مقاومت بالا و همچنین افزایش کیفیت مصالح سنگی و اعمال کنترل کیفیت شدید در هنگام ساخت ، حمل و نقل و جابجایی بتن و نظارت دقیق در مرحله بتن ریزی و عمل آوری آن ، همگی عواملی هستند که قیمت تمام شده بتن با مقاومت بالا را افزایش می دهند ، با این حال در بیشتر کاربرد های بتن با مقاومت بالا ، فواید و محاسن استفاده از آن به قدری زیاد است که عملا افزایش هزینه های مزبور جبران می شود .
نتیجه گیری :
در سالهای اخیر پیشرفت و تحول عظیمی در تکنولوژی بتن ایجاد شده که نتیجه آن پیدایش بتن های جدید با خواصی متفاوت است . یکی از مهمترین این بتن ها ، بتن با مقاومت بالا یعنی HSC است . با پیدایش بتن HSC این امکان فراهم گشته تا ساختمان ها و برج های بتنی مرتفع که دارای ظرافت و هنر معماری هستند احداث شوند . اگر چه امروزه دامنه استفاده از بتن با مقاومت بالا وسیع نبوده و عمدتا به ساخت سازه های بلند مرتبه و پل های بتنی پیش تنیده و بعضی سازه های خاص محدود می شود . با این حال انتظار می رود در سال های نه چندان دور شاهد کاربرد بتن با مقاومت بالا در سطوح وسیع تری باشیم . برای رسیدن به این هدف به نظر می آید که لازم باشد آیین نامه های بتن با تجدید نظر در ضوابط طراحی ، محدودیت های استفاده از بتن HSC را به شکل صریح و روشن در آیین نامه ها وارد نمایند .
بتن پیش تنیده سازه های بتن پیش تنیده به علت حذف بعضی از ستون ها و پایه ها ، امکان اجرای سازه با دهانه های وسیع تر را امکان پذیر ساخته و قابلیت سازه از نظر معماری را بالا می برد. به طور مثال سطح هیپربولوئید بتن پیش تنیده که برای پوشش سقف ساختمان های صنعتی با دهانه های 10 تا 18 متر ، سازه های فضایی و … به کار می رود از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه و از نظر معماری زیبا است.
کاربرد بتن پیش تنیده: بتن پیش تنیده برای غلبه بر مشکل ترک خوردن در بتن آرمه است به کار می رود. بتن پیش تنیده برای اولین بار درسان فرانسیسکو در سال 1886به ثبت رسید. زمانی که یک قسمتی ساختمانی پیش از حمل بار خدمات، متراکم شود پیش تنیدگی به وجود می آید برای جبران این گونه خسارتها از بتن پیش تنیده استفاده میشود . بتن پیش تنیده به عنوان نسل سوم بتن معرف است. بتن پیش تنیده توسط فولاد مسلح کشیده شده در یک جزء ساختمان به وجود میاید. مراحل بتن ریزی ، پیش تنیدگی می تواند به عنوان پیش تنیدگی بتن و پس تنیدگی بتن تقسیم بندی شود. پیش تنیدگی بتن ، فولاد مسلح را پیش از بتن ریزی تحت کشش قرار می دهد و پیش تنیدگی بتن نیز به پیوند ساخته شده بین فوالاد مسلح کشیده می شوده و بتن سفت شده اعمال می شود. در تکنیک پس تنیدگی فولاد مسلح یا تاندون بعد از بتن ریزی و بدست آوردن مقاومت مناسب کشیده می شود . در پس تنیدگی تاندون های فولادی در بتن با مقاومت درست در حفره های محفوظ قرار داده می شود.
در اروپا به دلیل فقر فولاد ، بتن پیش تنیده به عنوان یک ماده سازنده مجاز بعد از جنگ جهانی دوم شناخته شده است. اولین ساختار بتن پیش تنیده در آمریکای شمالی،برای ساخت پل خاطره انگیز ، در سال 1951به پایان رسید. این روزها با توسعه بتن پیش تنیده پل ها با دهانه های طویل ، ساختمان های بلند وبرجها ، . . . ساخته می شود. پلهای ساخته شده بوسیله بتن پیش تنیده در اسپانیا در حال حاضر با دهانه اصلی 440 متر ساخته می شود. برجهایی در کانادا تورنتو که با بتن پیش تنیده ساخته شده به ارتفاع 553 متر است.
نداشتن خیز به سمت پایین در بتن پیش تنیده: نداشتن خیز به طرف پایین تیرهای بتنی پیش تنیده تحت تاثیره بارهای معمولاً کم تر است. چون قبل از وارد آمدن بارهای سرویس ، تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به سمت بالا و در تیر نیز به وجود می آید، که از شدت خیز به سمت پایین کم می کند.
انواع بتن پیش تنیده: بتن پیش فشرده. بتن پیش تنیده. در یک تیرچه بتن آرمه کمتر از نیمی از بتن تحت فشار قرار می گیرد و ترک ها در کف تیرچه تحت بارگذاری کامل ایجاد میشود. زمانی که یک تیرچه بتن پیش تنیده می شود، تمامی بتن متراکم می شود. مکان های خارج از مرکز فولاد مسلح در تیرچه ، خمیدگی به وجود می آورد. تیرچه بتن پیش تنیده در اثر بارگذاری هموارتر می شود ، اما باز هم تمامی بتن متراکم نمی باشد و هیچ گونه ترکی بوجود نمی آید. اضافه بر فقدان ترک ها ، عمل ساختاری در تیرچه های بتن پیش تنیده بسیار موثرتر از تیرچه های مسلح معمولی هستند و همچنین از مواد کمتری نیز استفاده می کنند. اولین مرحله در پیش تنیدگی به این صورت هست که رشته های پیش تنیده فولاد در عرض کف قالب بسط داده می شود. در مرحله بعد بتن در اطراف رشته های کشیده شده و ریخته می شود و بتنها به رشته ها می چسبند. زمانی که رشته ها قطع می شوند، بتنها متراکم شده و تیرچه خمیده می شود.
انواع بتن: بتن پس تنیده بتن پاششی بتن پیش تنیده بتن خود تراز بتن خود تراکم بتن با مقاومت بالا بتن نفوذ ناپذیر در پس تنیدگی طی عمل آوری بتن، بتن مجاز نمی باشد که به رشته های فولاد بچسبد. بعد از عمل آوری بتن ، رشته ها به وسیله یک جک هیدرولیک ، تنیده شده و به انتهای تیرچه متصل می شود.
مزایای بتن پیش تنیده : نداشتن ترکهای دائمی در بتن پیش تنیده : یکی از مهمترین خاصیت سازه های بتن پیش تنیده نداشتن ترک های دائمی است. این موضوع موجب دوام بیشتر این نوع سازه ها نسبت به سازه های بتنی و بتن آرمه میبا شد . این امر به خصوص در مکانهاهایی با گازها و زمین های خورنده و همچنین سازه های دریایی بسیار مورد اهمیت است. استفاده از بتن پیش تنیده بهتربودن نسبت به بتن آرمه در ساختمان تانکرهای آب و مخازن به منظوره نداشتن ترک است .
وزن کمتر سازه بتن پیش تنیده: وزن سازه های بتن پیش تنیده به مراتب از وزن سازه های بتن آرمه معادل وکمتر است . به این دلیل که از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود ، میزان بتن مورده نیاز کمتر است . مورد بعد چون فولاد مصرفی دارای مقاومت بیشتری است ، معمولاً وزن فولاد لازم بین یک سوم تا یک پنجم وزن فولاد معمولی معادل است.
آزمایش سازه قبل از بارگذاری در بتن پیش تنیده: در سازه های بتن پیش تنیده قبل از وارد آوردن بارهای سرویس ، سازه به وسیله نیروی پیش تنیده به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت تاثیره قرار می گیرد ، این یک نوع عرضیابی از نظر اطمینان داشتن به بتن و فولاد است. قابلیت انعطاف پذیری در بتن پیش تنیده: با عوض کردن مقداری نیروی پیش تنیدگی می توان سازه را آسان و یا انعطاف پذیر کرد ، بدون اینکه مقاومت نهایی آن تغییرکند. اقتصادی بودن سازه بتن پیش تنیده: سازه های بتن پیش تنیده معمولاً برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین بتن آرمه اقتصادی تر استفاده میشود
-بتن سبک چیست؟
بتن سبک ماده ای است با ترکیبات جدید و فوق العاده سبک ومقاوم
مواد تشکیل دهنده بتن سبک عبارت است از ورموکولیت، پرلیت، سنگ بازالت و سیمان تیپ 2 و …
در این بتن همانند بتنهای عادی ، از ماسه استفاده نمی شود.
عدم وجود ماسه باعث سبک و همگن شدن ساختار بتن گردیده و باعث می شود که مواد تشکیل دهنده
که تقریبا" از یک خانواده می باشند بهتر همدیگر را جذب کنند .
ساختمان این بتن متخلخل بوده و این مسئله پارامتر بسیار موثری است. چون تخلخل موجود در بتن
باعث مقاوم شدن در برابر زلزله و عایق شدن در برابر صدا ، گرما و سرما می گردد .
ترکیبات این بتن به گونه ای عمل می کند که حالت ضد رطوبت به خود گرفته و به مانند بتن معمولی که جذب
آب دارد عمل نکرده و آب را از خود دفع می کند این بتن تحت فشار مستقیم (پرس) ساخته می شود .
بدلیل شکل گیری بتن در فشار، ساختار آن دارا ی یکپارچگی قابل قبولی است
ویژگیها:
•بتن سبک در قالبهای طراحی شده توسط متخصصین ، بصورت یکپارچه ریخته می شود .
•بدلیل یکپارچگی در نوع ساختمان بتن ، قطعه تولیدی از استحکام بالایی برخوردار شده و مقاومت بالایی
نیز در برابر زلزله از خود نشان خواهد داد .
•برای تقویت این بتن از یک یا چند لایه شبکه فلزی در داخل بتن استفاده شده که این حالت همانند مسلح کردن
بتن معمولی بوسیله میلگرد می باشد
مزایا:
•هزینه تولید این نوع بتن از دیگر مواد ساختمانی به نسبت ویژگی آن پایین تر است.
•زمان بسیار کمتری جهت تولید دیوار های بتنی سبک یا قطعات دیگر لازم است .
•پرت مواد اولیه جهت تولید بتن سبک بسیار کمتر از بتن معمولی است. چون تمام مراحل تولید در محل مشخصی
صورت گرفته و جهت تولید پروسه ای طراحی گردیده است .
بدلیل طراحی کلیه مراحل تولید و وجود نظارت بر تمامی این مراحل ماده تولیدی دارای استاندارد خاصی تعریف شده
است .
خرید مصالح بطور عمده صورت می گیرد و هزینه کمتری برای سازنده در بر خواهد داشت و در نهایت خانه پیش
ساخته با قیمت پایین تری عرضه می گردد .
قطعات تولیدی در کارخانه از آزمایشات کنترل کیفیت گذر کرده و در صورت تائید به بازار مصرف عرضه می گردد . بتن سبک مسطح بوده که می توان با یک ماستیک کاری ساده بر روی آن رنگ آمیزی کرد.
بتن شفاف
لاتیراکن ارائه دهنده مفهوم بتن انتقال دهنده نور به عنوان یک ماده ساختمانی برای ساختمان های جدید به طور وسیع و قابل اجرا می باشد. این می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی ، روش ساختن سنگ فرش ها یا حتی در هنر یا طراحی اشیا استفاده شود.
فیبرهای نوری : بتن انتقال دهنده نور ترکیبی از رشته های شیشه ای نوری و بتن صاف شده می باشد که می تواند برای بلوک ها یا صفحات پیش ساخته استفاده بشود. هزاران رشته شیشه ای به شکل ماتریس و به طور موازی در هر جایی میان دو سطح اصلی همه بلوک ها پخش می شود. نسبت رشته ها کم می باشد و در حدود 4% حجم کلی می باشد. به این دلیل که این به عنوان اجزاء سازه ای در بتن استفاده می شوند. سطح بلوک های باقی ماندن مثل بتن همگن به نظر می رسد. رشته های شیشه ای نور را در دو سمت از بتن هدایت می کند. دلیل که موقعیت موازی آنها در سمت روشن دیوار به همین شکل ( بدون تغییر ) در سمت تاریکتر ظاهر می شود. سایه ها در سمت مخالف دیوار نمایش داده می شوند و رنگ نور مشابه باقی می ماند.
ابداع لاتیراکن : لاتیراکن توسط Aron Losoncziاختراع شد. او در مورد بتن های قابل انتشار نور می گوید : هزاران رشته شیشه ای نوری ماتریسی شکل و پخش شده به طور موازی در هرجایی بین دو صفحه اصلی هر بلوک . سایه ها در سمت روشن تر با طرح کلی تنیر و سخت در سمت تیره تر ظاهر می شوند. هر رنگ به شکل اصلی باقی می ماند. این تاثیرات ویژه این حس کلی را القا می کند که ضخامت و عرض دیوارهای بتنی از بین رفته است.
محاسن لاتیراکن : می توان دیوار با هر ضخامتی توسط لاتیراکن ها ساخت ـ می توان نور را تا 20 متر در سراسر بتن بدون اتلاف روشنایی انتقال دهد ـ اگر از این ماده بیشتر و بیشتر در ساختمان سازی استفاده شود. نور طبیعی بیشتری می تواند برای نور دفاتر و انبارها استفاده شود. این می تواند منجر به کاهش زیاد در مقدار الکتریسیته استفاده شده برای نور ساختمان ها شود. وقتی در روز از نور طبیعی استفاده می شوند. همچنین وقتی مردم از پرتوهای خورشید استفاده کند معمولاً خوشحال تر و سودمندتر خواهند بود. بنابراین این ها دلایل گسترش عرضه و استفاده از بتن های نیمه شفاف می باشد.
ساخت بتن شفاف بتن انتقال دهنده نور با نام تجاری ™ Litracon محصول نسبتا جدیدی است که در سال 2004 توسط یک معمار 27 ساله مجارستانی به نام آرن لوسونزی ابداع گردید. این محصول با ترکیب 96% بتن معمولی و 4% فیبرهای نوری محصولی منحصر به فرد را برای هزاره جدید به ارمغان آورده است. هم اکنون بتن لیتراکن با دانسیته 2400-2100 کیلو گرم بر متر مکعب ، مقاومت فشاری 50 نیوتن بر میلیمتر مربع و مقاومت کششی 7 نیوتن بر میلیمتر مربع در سه رنگ خاکستری، سیاه و یا سفید و با ابعاد استاندارد 300*600 میلیمتر و با ضخامت 500-25 میلیمتر تولید میگردد. ازنظر تئوری فیبرهای به کار رفته در لیتراکن قادر به انتقال نور در بتنی به ضخامت 20 متر می باشد. همچنین استفاده از فیبر نوری در اجزای باربر سازه ای بدون تاثیر منفی در مقاومت بالای فشاری و کششی آن می تواند اثری خوب با ایجاد فضاهایی روشن و جذاب داشته باشد.
لایتراکان بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبرهای نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.
فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب ترین حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است.
همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند
هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد. ساختارهای باربر هم می توانند از این بلوک ها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند.
این متریال در سال 2001 توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن 27 سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال 2004 شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال 2006 با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد.
موارد کاربرد دیوار: به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی «لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدیدتر می شود. این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است
پوشش کف: یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کف پوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند.
طراحی داخلی: همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد.
بتن خود متراکم
بتن خود تراکم نخست در سال 1986 توسط H.Okamura در ژاپن پیشنهاد گردید و در سال 1988 این نوع بتن در کارگاه ساخته شد و نتایج قابل قبولی را از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ارائه داد. مقاله ای در مورد این نوع بتن توسط K.Ozawa و همکارانش در سال 1989 منتشر گردید.
تعریف P.Bartos : بتن خود تراکم بتنی است که تحت وزن خود جاری شده و بدون نیاز به هر نوع لرزاندنی به طور کامل قالب ها را پر کرده (حتی با وجود میلگردهای متراکم) و حالت همگن بودن خود را حفظ نماید.
تعریف K.Ozawa : بتن خود تراکم تازه باید خواص زیر را داشته باشد :
الف- توانائی پر کنندگی : جاری شدن بتن خود تراکم در تمام فضاهای قالب ها تحت وزن خود.
ب- توانایی عبور : امکان عبور از فواصل تنگ میلگردها و قالب ها تحت وزن خود.
ج- مقاوم در مقابل جدا شدگی : بتن خود تراکم ضمن دارا بودن خواص (الف) و (ب) باید شکل و ترکیب یکنواخت خود را در جریان حمل و بتن ریزی حفظ نماید
K.Ozawa : مدل پیشنهادی شکل (1) را برای سیستم ساخت منطقی بتن خود تراکم ارائه می دهد
مشخصات بتن خود تراکم
الف- کارآئی (Workability) : از نظر کارآئی یک بتن خود تراکم مناسب دارای خواص زیر خواهد بود:
در حالت معمولی دارای جریان اسلامپی بیش از 600 میلی متر و بدون جدا شدگی.
حفظ روانی به مدت حداقل 90 دقیق (در صورت نیاز).
توانائی مقاومت در شیب 3% در سطح افقی آزاد (در صورت نیاز).
قابلیت پمپ شدن در لوله ها به طول حداقل 100 متر و به مدت حداقل 90 دقیقه (در صورت نیاز).
مشخصات مکانیکی (Mechanical Characteristics) : از نظر مقاومت فشاری دو محدوده زیر برای بتن خود تراکم منظور می گردد:
مقاومت فشاری 28 روزه حدود 600-250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع.
مقاومت فشاری اولیه برای بتن های مصرفی در خانه سازی حدود 200-50 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در 15-12 ساعت اولیه در دمای 20 درجه سانتیگراد
ج- دوام (Durability) : از نظر دوام برای بتن خود تراکم سخت شده نکات زیر قابل ذکر است :
مقاومت در مقابل خوردگی، تهاجم سولفات ها- کلریدها و دیگر عوامل شیمیایی.
مقاومت در مقابل انجماد- ذوب مطابق استانداردها.
کاهش خطر ترک های حرارتی در مقایسه با بتن معمولی لرزانده شده.
دلایل گسترش بتن خود تراکم در دنیا
توسعه سازه های بتنی در دنیا و نیاز به بتن های با خواص ویژه
کمبود کارگران ماهر بتن ریزی به ویژه کارگران ویبره زن
افزایش سرعت اجرای سازه های بتنی در سهولت بتن ریزی
امکان بهبود کیفیت مکانیکی بتن
امکان اجرای سازه های بتنی ظریف و سنگین و انتخاب مقاطه کوچک با میلگردهای فشرده (آزادی عمل بیشتر در طراحی)
توسعه صنایع پیش ساخته بتنی
صرفه جوئی اقتصادی با توجه به کاهش نیروی انسانی لازم و زمان ساخت
اجرای سازه های بتنی ویژه مانند بتن ریزی در زیر آب
توجه به سطح تمام شده زیبا و مرغوب سازه های بتنی
کاهش سر و صدا و آلودگی صوتی محیط کار به ویژه در صنایع پیش ساخته بتنی
کاربردهای اجرائی ویژه با بتن خود تراکم
سازه های بتنی معماری- هنری که نیاز به ظرافت خاصی با میلگرد گذاری فشرده دارند.
پل های با دهانه های بزرگ که به دلیل طولانی بودن خط انتقال بتن اجرای آن ها با بتن معمولی امکان پذیر نمی باشد و در ضمن استفاده از بتن معمولی موجب قطورتر شدن اندازه پایه ها و نازیبایی سازه می گردد.
تونل های شهری و آبی که در آنها مسافت طولانی انتقال بتن معمولی و حفظ کیفیت و تراکم آن از مشکلات مهم اجرایی است.
ساختمان های بلند و برج ها
ستون ها و دیوارهای بلند با میلگردهای متراکم
ستون های بتن ریزی شده با پمپ
بتن ریزی بلوک های بتنی
پایان