انواع بتن

در مهندسی، اصطلاح “بتن” تا حدودی تعریف گسترده تری دارد که شامل هر سنگدانه معدنی است که با یک چسب مخلوط می شود. به عنوان مثال،  بتن آسفالتی  یا  بتن قیری  صرفاً برای آنچه که مردم عادی از آن به عنوان آسفالت یاد می کنند صحبت مهندسی است. ما در اینجا برخی از عمده ترین انواع را پوشش خواهیم داد، از آسفالت گرفته تا بتن آماده.

بتن آماده

بتن آماده، بتن استانداردی است که قبل از رسیدن به محل کار، تا حدی مخلوط می شود. این کار با مخلوط کردن آن در کارخانه بتن و حمل آن با استفاده از کامیون های میکسر بتن با درام های چرخان انجام می شود. زمانی که کارگاه ها فضایی برای مخلوط کردن بتن ندارند، یا اگر فقط مقادیر کم یا متناوب بتن لازم باشد، این بهترین انتخاب است. عموماً بتن آماده در محل کار با آب اضافی و هر گونه مواد افزودنی لازم مجدداً مخلوط می شود تا محصول نهایی از اسلامپ و خواص مناسب اطمینان حاصل شود. با این حال، از آنجایی که قبلاً یک بار مخلوط شده است، این نوع بتن سریعتر گیر می کند مگر اینکه مواد افزودنی کندگیر اضافه شود.

بتن خود تراز

بتن خود تراز در واقع بتن نیست. این یک ماده سیمانی است که از پلیمرها استفاده می کند. استفاده از این ماده آسان است، اما نسبت به بتن استاندارد ضعیف تر است، بنابراین نمی توان از آن در خارج از منزل یا برای پشتیبانی از ماشین آلات سنگین استفاده کرد. همچنین به خوبی با مواد شیمیایی خشن برخورد نمی کند. بتن خود تراز برای سطوح افقی در داخل خانه بهترین است – می توان از آن برای کفپوش یا زیرسازی کف استفاده کرد.

بتن آرمه

بتن استاندارد دارای مقاومت فشاری بالا اما مقاومت کششی پایین است – فقط حدود 8٪ از مقاومت فشاری. برای جابجایی بارهای کششی رایج در تیرها، کف ها و ستون های افقی، فولاد به عنوان مکانیزم حمل کششی استفاده می شود. افزودن میلگرد و مش به قالب ها قبل از قرار دادن بتن به بتن و فولاد اجازه می دهد تا یکپارچه شوند و استحکام در مناطق کششی را به شدت افزایش دهد.

بتن پیش تنیده

یکی دیگر از روش های تقویت کننده، پیش تنیدگی، از فولاد برای اعمال بار فشاری بر روی بتن قبل یا بعد از ریخته گری بتن استفاده می کند. فولاد بتن را در حالت فشردگی دائمی قرار می دهد، بنابراین هر بار کششی فقط نیروهای فشاری را کاهش می دهد بدون اینکه اجازه دهد ماده به حالت کشش برسد.

بتن پیش تنیده  که پیش تنیده شده است در اطراف رشته های فولادی با استحکام بالا که بین لنگرها کشیده شده اند قرار می گیرد. پس از استقرار بتن، لنگرها آزاد می شوند و کشش در رشته ها شل می شود و فشاری به بتن وارد می شود. بتن پیش تنیده که پس تنیده می شود، رشته ها را از طریق لوله هایی که از قبل در بتن قرار داده شده است عبور می دهد. رشته ها پس از گیرش بتن کشیده می شوند و دوباره بتن را در حالت فشاری دائمی قرار می دهند. لوله ها معمولاً با دوغاب پر می شوند. پس کشش را می توان در کارخانه یا در محل اعمال کرد.

بتن غلتکی (RCC)

بتن غلتکی به عنوان یک پایه برای آسفالت عمل می کند : ماندگاری طولانی، ارزان، نصب سریع و نیاز به نگهداری کمی دارد. همانطور که از نام آن پیداست، RCC در لایه هایی با ضخامت 10 اینچ پخش می شود و سپس با استفاده از غلتک های روسازی آسفالت متراکم می شود. RCC بسیار خشک‌تر از بتن استاندارد است، بنابراین به اندازه کافی ضخیم است که نیازی به اتصالات، قالب‌ها یا مواد تقویت‌کننده ندارد. با این حال، پس از قرار گرفتن به آب برای درمان نیاز دارد، یا یک مهر و موم رطوبت روی آن عقیم شود تا آب را در داخل آن به دام بیندازد. RCC معمولاً به عنوان روسازی صنعتی یا سنگین از جمله برای بنادر، مناطق نظامی و جاده ها استفاده می شود. RCC همچنین با یک لایه آسفالت در برنامه‌هایی پوشیده شده است که ترافیک با سرعت بالا را مدیریت می‌کند یا باید صاف‌تر شود.

بتن با کارایی بالا (HPC)

دسته بتن با کارایی بالا طیف وسیعی از مواد را در بر می گیرد که به یک یا چند روش از عملکرد استاندارد بتن فراتر می رود، معمولاً از طریق مواد تشکیل دهنده خاص ، اختلاط، قرار دادن و عمل آوری. این نوع بتن همچنین از نرم کننده ها برای کارایی بیشتر استفاده می کند . مؤسسه بتن آمریکا HPC را به عنوان بتنی تعریف می کند که دارای مقاومت فشاری 8000 psi (55 MPa) یا بیشتر است ( بتن استاندارد 3000-5000 psi دارد). اداره بزرگراه فدرال الزاماتی را برای آن در دوام یخ-ذوب، الاستیسیته و مقاومت فشاری، نفوذ کلرید و مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن، سایش و انقباض تعیین می کند. به طور کلی از HPC در سازه هایی مانند تونل ها، پل ها و ساختمان های بلند استفاده می شود.

بتن با عملکرد فوق العاده بالا (UHPC)

UHPC که به عنوان بتن پودری واکنشی (RPC) نیز شناخته می شود، از الیاف تعبیه شده از فولاد، شیشه، PVA یا کربن با کربن بالا استفاده می کند تا مقاومت خود را بیشتر از بتن با عملکرد بالا افزایش دهد. این نوع بتن دارای مقاومت فشاری از 17000 تا 35000 psi می باشد . UHPC طول عمر 100 ساله دارد، دو برابر مقاومت سایشی نسبت به بتن استاندارد، و با نفوذپذیری کم خود تراکم می شود و آن را در برابر کلرید مقاوم می کند. UHPC همچنین دارای خواص انعطاف پذیر و کششی است که آن را برای کاربردهایی مانند ایستگاه های قطار و پل ها مفید می کند.

بتن با چگالی بالا

بتن با چگالی بالا در کاربردهایی از جمله محافظ تابشی، بالاست و وزنه تعادل و موج شکن استفاده می شود. بتن HD با وزن 190 تا 260 پوند بر فوت مکعب یا بیشتر (بتن استاندارد 150 است)، چگالی خود را از سنگدانه های خود از جمله مگنتیت، ایلمنیت، باریت و هماتیت دریافت می کند. برای سنگین ترین بتن با چگالی بالا، سنگدانه هایی مانند پانچ های آهن و فرو فسفر استفاده می شود. کار با این بتن نیاز به مراقبت ویژه دارد تا سنگدانه ها از جدا شدن یا شکستن تجهیزات جلوگیری کنند. در حالی که ممکن است به افزودنی‌های کاهنده آب نیاز داشته باشد، کاربران باید از افزودن افزودنی‌های هواگیر خودداری کنند زیرا این مواد چگالی بتن را کاهش می‌دهند.

بتن الیافی

بتن الیافی از الیاف شیشه، فولاد، طبیعی یا مصنوعی در ساختار خود برای کنترل ترک خوردگی استفاده می کند . الیاف که معمولا برای محافظت از بتن مسلح شده با فولاد در برابر ترک استفاده می شود ، به مقاومت بیشتر بتن در برابر کشش کمک می کند. این امر فولاد را از قرار گرفتن در معرض رطوبت از طریق ترک ها و در نهایت خوردگی محافظت می کند که سپس یکپارچگی بتن را از بین می برد. بتن الیافی همچنین می تواند انقباض را کاهش دهد . با این حال، به اندازه بتن استاندارد کارآمد نیست، و اطمینان از توزیع یکنواخت الیاف در حین اختلاط برای جلوگیری از گلوله شدن آنها ضروری است.

آسفالت

همه آسفالت ها بتنی نیستند، زیرا همه آنها از سنگدانه استفاده نمی کنند. با این حال، آسفالت بتنی از همان سنگدانه‌های آسفالت استاندارد و همچنین چسباننده استفاده می‌کند، اگرچه چسب معمولاً به جای سیمان پرتلند، قیر است. آسفالت بتنی معمولاً در آب و هوای خنک تر برای جاده ها، پارکینگ ها، سدها، مخازن و کانال ها استفاده می شود. در سرما نسبت به بتن استاندارد سخت تر است و مقاومت بیشتری در برابر نمک دارد. با این حال، در گرمای موجود در آب و هوای گرم، می تواند نرم شده و روغنی شود. اگرچه آسفالت نسبت به بتن استاندارد به نگهداری پیشگیرانه تری نیاز دارد، اما هزینه کمتری دارد و می توان آن را با سرعت بیشتری نصب کرد.

بتن سبک

روش های مختلفی برای کاهش وزن بتن برای تولید بتن LWC یا  بتن سبک استفاده می شود که می تواند تا 95 پوند در هر فوت مکعب وزن داشته باشد . این ماده برای نسوز کردن، دیوارهای جداکننده و غیره استفاده می‌شود. گاهی اوقات از سنگدانه‌های سبک‌تر استفاده می‌شود، مانند روش‌هایی که باعث ایجاد حفره در مواد و در نتیجه  شکل سلولی می‌شود  . گاهی اوقات از چنین موادی برای  خواص عایق خود استفاده می شود  .

بتن قبلی

بتن عبوری همچنین دارای حفره هایی است که 15 تا 25 درصد بتن را تشکیل می دهد. با این حال، این گونه از ماسه کمی استفاده می کند یا اصلاً برای ایجاد ساختار خود استفاده نمی کند و هدف اصلی آن این است که به عنوان روسازی عمل کند که به آب اجازه عبور از آن را می دهد و از روان شدن آب در هنگام باران جلوگیری می کند. از آنجایی که بتن عبوری اجازه می دهد 3-5 گالن در دقیقه در هر فوت مربع از آن عبور کند، باکتری های موجود در فضای خالی آن آلاینده ها را تجزیه می کنند. نفوذپذیری بتن به پر کردن مجدد سطح آب نیز کمک می کند. مواد دیگر باعث رواناب می شوند که توسط فلزات سنگین ترمز خودرو و هیدروکربن های ناشی از نشت خودرو و آسفالت آلوده می شود. به دلیل ساختار بازش، بتن تراوش همچنین به مقابله با گرما کمک می کند، زیرا اجازه می دهد تا دمای پایین تر از زمین عبور کند و مانند مواد متراکم تر، گرما را جذب نمی کند. 

بتن سبز

بتن سبز با جایگزینی مواد خاصی در بتن از جمله سیمان، سنگدانه یا شن و ماسه برای محصولات پایدارتر، از جمله زباله های صنعتی و محصولات بازیافتی مانند خاکستر بادی یا دانه های بتن بازیافتی (RCA) ساخته می شود. برخی از جایگزین ها به بتن خواص مقاومتی بیشتری می بخشند که باعث می شود با انواع بتن HPC همپوشانی داشته باشد. ما انواع و جانشین هایی که این نوع بتن را تشکیل می دهند را در راهنمای خود برای بتن سبز به طور کامل توضیح می دهیم .

بتن پلیمری

بتن پلیمری از پلیمرهای آلی مانند اکریلیک، وینیل استر یا اپوکسی استاندارد برای اتصال سنگدانه ها به جای سیمان پرتلند استفاده می کند. خواص بتن حاصل به پلیمر مورد استفاده بستگی دارد. رزین فوران بتن هایی را می سازد که برای دماهای بالا خوب است و اکریلیک آن را در برابر آب و هوا مقاوم می کند. بتن پلیمری در محیط های صنعتی یا مناطق الکتریکی استفاده می شود که در آن بتن با دوام یا مقاوم در برابر مواد شیمیایی ضروری است. با این حال، مهم است که آن را به طور کامل و دقیق مخلوط کنید، و مواد شیمیایی مورد نیاز برای جامد کردن بایندر به PPE نیاز دارند.

بتن خود تحکیم

بتن خود یکپارچه در هنگام ریختن خواص جریان خوبی دارد و به کارگران این امکان را می دهد که از آن در چارچوب پیچیده، مقادیر زیاد آرماتور و برای ویژگی های معماری استفاده کنند. از آنجایی که به راحتی می ریزد، خود تراز می شود و برای ته نشین شدن نیازی به لرزش ندارد. همچنین به کاهش صدا کمک می کند و خاصیت سفت کنندگی خوبی دارد که منجر به استفاده از آن در فونداسیون ها می شود.

شاتکریت و گونیت

در این  روش  اعمال بتن از سیستم های پنوماتیک برای پاشیدن بتن مرطوب یا خشک بر روی سطوح عمودی و بالای سر که اغلب با سیم های تقویت کننده از قبل نصب شده اند استفاده می شود. این تکنیک برای ساخت استخر محبوب است اما کاربردهای صنعتی نیز دارد از جمله پوشش تونل، ساخت دیوار منحنی، تثبیت شیب، و غیره. این اصطلاحات به طور کلی مترادف در نظر گرفته می‌شوند اگرچه  گانیت  تا حدودی به فرآیند خشک محدود می‌شود که به اعمال کننده اجازه کنترل می‌دهد. مقدار آب توزیع شده و بنابراین مقاومت بتن.

بتن پیش ساخته

بسیاری از  اشکال معماری  و  سازه به عنوان محصولات پیش ساخته  در دسترس هستند . CMUها ( واحدهای بنایی بتنی ) نیز در دسترس هستند. حتی اشکال بتن پیش ساخته سفارشی ، از جمله تیرهای بتنی را می توان تهیه کرد.

تیرهای بتنی به طور کلی یکی از سه شکل را دارند: تیرهای جعبه ای، تیرهای T معکوس و تیرهای L. محدوده ابعاد معمولی برای چنین عناصر ساختاری 16-40 اینچ عمق و 12-24 اینچ عرض است. به طور کلی، نسبت دهانه به عمق 10:1 تا 20:1 اعمال می شود. برخی از تیرها به صورت دوتایی معکوس ساخته می شوند  . تیرها ممکن است پیش تنیده، میله ای یا مشبک تقویت شده باشند یا با استفاده از ترکیبی از روش های تقویت کننده ساخته شوند. ستون‌ها، کف‌ها،  سقف‌ها و غیره پیش‌ساخته به‌راحتی در دسترس هستند و مورد استفاده رایج نیز هستند. دال های پیش ساخته پیش ساخته  توخالی  برای ساختمان های آپارتمانی در برخی مناطق رایج شده اند و معمولاً از آجرهای بتنی پیش ساخته نیز استفاده می شود.

خلاصه

در این مقاله بحث مختصری در مورد بتن شامل انواع، توانایی ها و مواد افزودنی آن ارائه شده است. برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط، با  سایر راهنماهای ما مشورت کنید  یا از  پلتفرم کشف تامین کنندگان توماس دیدن کنید  تا منابع بالقوه تامین را بیابید یا جزئیات محصولات خاص را مشاهده کنید.