بتن سنگین چیست و مزایا و معایب آن

 بتن سنگین

به طور کلی میتوان بتن را ماده‌ای از جنس سیمان هیدرولیکی و آب تعریف کرد که در ساخت و ساز کاربرد‌های فراوان دارد. البته کاربرد های بتن تنها منحصر به ساخت و ساز نیست و در مکان های دیگر از جمله جاده‌ها و بیمارستانها و ... برای جدا کردن راه ها به کار میرود. ازجمله نمونه بتن های پیش ساخته میتوان بتن نیوجرسی را مثال زد. بتن ها بر اساس نوع کاربرد خود انواع گوناگونی دارند که بتن سنگین یکی از انواع آن می باشد.

تعریف بتن سنگین

پرکاربرد‌ترین بتن در صنعت عمران و ساخت و ساز بتن سنگین می باشد. بتن سنگین که بتن چگال هم نامیده می شود دوام و مقاومت بسیار بالایی نسبت به سایر بتن ها دارد و علت سنگینی وزن این محصول نسبت به سایر بتن ها استفاده از دانه های آهن، سرب، فولاد، چدن و سولفات باریم در کنار سنگدانه ها است. شایان ذکر است افزودن این دانه ها به ترکیبات بتن سبب افزایش دوام ،استحکام و مقاومت کششی بتن می شود.

تاریخچه بتن سنگین

در حدود 2000 سال پیش رومیان باستان بتن را اختراع کرده و با خواص و کاربرد های بتن آشنایی پیدا کردند. تقریبا در ابتدای قرن بیستم میلادی برای تعمیر خرابی های ناشی از بمب های حاصل از جنگ جهانی بتن ها زمینه کاربرد زیادی از خود نشان دادند. مهندسان و معماران آن زمان برای استفاده بهینه از بتن از هر راهی برای توسعه کاربرد بتن استفاده میکردند.

در نتیجه با افزایش و کاهش مواد و ترکیبات بتن توانستند به انواع مختلفی از بتن دست یابند. بنابراین پیشرفت در ساخت بتن به خاطر آزمایشات مهندسان قرن بیستم می باشد. بتن های سنگین نیز در دهه‌های 50 و 60 میلادی به طور رسمی شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفتند. اولین بار این بتن ها در ایالت متحده آمریکا و انگلستان در زمان رشد انرژی هسته‌ای به کار گرفته شدند.

وزن بتن های سنگین

به طور استاندارد این سازه ها وزنی حدود 3500 الی 6400 کیلوگرم بر متر مکعب دارند البته می توان با افزودن دانه های فولاد به ترکیبات بتن وزن آن را تا حدود 8900 کیلوگرم بر متر مکعب نیز افزایش داد.

کاربرد‌های بتن سنگین

بتن های سنگین همانند سایر بتن ها کاربرد های مختص به خود را دارند؛ اما اصلی ترین کاربرد آن جلوگیری از تابش اشعات مختلف است. اشعات مضری همچون گاما، ایکس و نوترون همواره باعث آسیب به بدن انسان می شوند به همین دلیل دانشمندان در پی کشف ماده‌ای انعطاف پذیر در برابر این اشعات بودند. بتن های سنگین به دلیل ترکیبات درون خود انعطاف پذیری بالایی در برابر این اشعات دارند و همچون حفاظی قوی مانع از عبور این تشعشات از درون خود میشوند. به همین دلیل امروزه در بخش عکسبرداری مراکز درمانی از این محصول استفاده فراوانی می‌شود.
کاربرد دوم این بتن در آزمایشگاه های انرژی هسته‌ای و رادیو اکتیو می‌باشد. بر اساس اولویت بندی، در اولویت اول این بتن ها در مراکز درمانی، عکسبرداری و فیزیوتراپی قابل استفاده هستند سپس آزمایشگاه های انرژی هسته‌ای در در اولویت دوم قرار میگیرند چون این مراکز معمولا خارج از شهر هستند و آسیب کمتری به انسان ها وارد می کنند. در اولویت سوم پناهگاه های ضد هسته‌ای قرار دارند. در این پناهگاه ها برای تولید سپر و دیوار‌های محافظ از بتن سنگین استفاده می شود.
بعد از موارد اصلی ذکر شده از این بتن در ساخت تونل ها، پل ها، لوله های انتقال نفت و سوخت، لنگر دستگاه های جذر و مد و ... استفاده می شود. در گذشته نیز از بتن سنگین برای افزایش ایمنی و مقاومت ساختمان ها در برابر عوامل محیطی همچو زلزله و افزایش بار مرده ساختمان استفاده میشد.

مزایای بتن سنگین

اگرچه بتن های سنگین از وزن بیشتری نسبت به سایر بتن ها برخوردار هستند اما متناسب با وزن خود مقاومت بالاتری نیز نسبت به سایر بتن ها دارند. همچنین به علت تراکم بالا و استحکام در جذب تشعشات مضر بسیار توانا هستند. برعکس وزن و نام این بتن ها، بتن های سنگین حجم کمتری نسبت به سایر بتن ها دارند. بتن های سنگین در برابر سایش عوامل محیطی طبیعی مقاومت بسیار بالایی دارند.

معایب بتن های سنگین

اصلی ترین عیب این بتن ها هزینه بسیار بالای تولید آنها میباشد که بر اساس میزان و نوع سنگدانه های مصرفی در ترکیبات بتن هزینه آن نیز تعیین میشود. مورد دیگر وزن بسیار بالای این بتن‌ها است که در هنگام بتن ریزی فشار زیادی به قالب وارد میکند. همچنین وزن بسیار زیاد این بتن در حمل و نقل آنها نیز محدودیت ایجاد کرده است و در نهایت مصرف زیاد سیمان در ترکیبات این بتن است تا سطح سنگدانه ها به خوبی پوشانده شود.

ترکیبات و ساختار بتن های سنگین

بتن های سنگین ترکیباتی همانند بتن های معمولی دارند و اصلی ترین ترکیب در ساخت این بتن سیمان است که به آن برخی سنگدانه های فلزی افزوده میشود ساختار این بتن ها به شرح ذیل است :

• آب
• سیمان
• سنگدانه ها ترجیحا نوع درشت
• ماسه
• سنگدانه های فلزی مانند(مگنتیت، لیمونیت و ...)
• مواد افزودنی

انواع روش های بتن ریزی

• روش پیش آکنده:

در این روش مخلوط سیمان و آب و سایر افزودنیها بعد از مخلوط سنگدانه ها و دانه های فلزی به قالب ریخته می شوند.

• روش پمپاژ:

به علت وزن بالای این بتن ها به طور کلی امکان پمپاژ وجود ندارد اما برای برخی مصارف گاها از این روش استفاده می شود.

• روش میل کوبی:

در این روش نیز ابتدا سیمان و سنگدانه های ریز مخلوط میشوند سپس به این ترکیب سنگدانه های درشت افزوده می شود سپس سنگدانه های درشت با میل زنی یا لرزش قالب به داخل ترکیب منتقل میشوند.

شما می توانید از دیگر محصولات وب سایت رسمی ایران فریمکو نظیر: بتن مسلح به شیشه، بتن آبند، بتن اکسپوز و... بهره مند شوید.