بتن چیست؟ کاربرد، مزایا و معایب آن

بتن چیست یا concrete؟

بتن یا concrete یکی از محبوب‌ ترین و پر استفاده‌ ترین مشتقاتی است که در ساختمان‌ سازی و انواع پروژه‌های عمرانی نظیر: توسعه سازه‌های مسکونی، تجاری، صنعتی، نظامی و... استفاده می‌ شود. به دلیل مقرون‌ به‌ صرفه بودن، مقاومت فوق‌العاده در مقابل نیروی کششی و برشی و دوام فنی، انتخاب عالی در هر شرایط محسوب می‌ شود. عمده ساختمان‌هایی که در ایران طراحی می‌گردند، بر مبنای توسعه پروژه‌های ساخت بتن و ترکیب آن با فلزات خواهد بود.
آلیاژهای مختلفی از فلزات در پروژه‌های عمرانی استفاده می‌ شود که مقاومت بتن در مقابل لرزش‌های ناگهانی و یا همان زلزله را کاهش می‌دهد. از طرفی بتن در حوزه ساخت فونداسیون، پروژه‌های راه و شهرسازی و همین‌طور طراحی سازه‌های دریایی نیز گستره وسیعی از دامنه‌های کاربرد را در بر می‌گیرد. از طرفی یکی از مهم‌ ترین نکات در مورد انتخاب بطن این است که دقیقاً زمینه استفاده از آن مشخص باشد. البته که بتن با ترکیبات مختلفی فراوری می‌ شود و می‌تواند گستره‌ای متفاوت از صنایع را با بهره‌گیری از ساختار مقاوم خود در بر گیرد.

تاریخچه استفاده از بتن به چه زمانی باز می‌گردد؟

همین‌طور 16500 سال قبل از میلاد و در امارات متحده عربی اولین و مهم‌ ترین ثبت سازه‌های بتنی به 6500 سال قبل از میلاد توسط بازرگانان در مناطق سوریه و اردن بازمی‌گردد. آنها کف‌های بتنی، سازه‌های مسکن و آب‌ انبارهای زیرزمینی ایجاد کردند.
3000 سال قبل از میلاد و در سرزمین‌های مصر و چین: مصریان از گل مخلوط با کاه برای بستن آجرهای خشک استفاده می‌کردند. آنها همچنین از ملات گچ و ملات آهک در اهرام استفاده می‌کردند. اهرام بزرگ در جیزه حدود 500000 تن خمپاره استفاده کردند. در این زمان از نوعی سیمان برای ساختن دیوار بزرگ چین استفاده شد.
600 سال قبل از میلاد در امپراطوری رم: رومی‌ها جز اولین انسان‌هایی بوند که به‌صورت مؤثر از بتن استفاده کردند. در واقع آن‌ها پروژه‌های عمرانی خود را با مهندسی حرفه‌ای و البته کیفیت هر چه‌ تمام‌تر پیش می‌بردند و به همین منوال شاید بتوان گفت، آن‌ها تأثیرگذار ترین‌ ها در مورد کشف بتن بر مبنای ساخت مصالح ساختمانی بودند.

بتن چیست؟

بتن به‌ راحتی در انواع اشکال و سیستم‌های ساختاری تهیه و ساخته می‌ شود. سادگی بزرگ آن در این واقعیت نهفته است که اجزای تشکیل‌دهنده آن در همه‌جا وجود دارند و تقریباً در هر نقطه از جهان به‌ راحتی در دسترس هستند. به دلیل این که بتن‌ها فوق‌العاده فراگیر هستند، از آن‌ها به دلیل انعطاف بالا در پرکردن انواع حفره‌ها و بافت‌ها نیز استفاده می‌ شود و اساساً گزینه‌ای باکیفیت و استاندارد باگذشت سال‌ها محسوب می‌ شوند.
مواد بتن اغلب با مواد سیمان اشتباه گرفته می‌ شود. سیمان یکی از بسیاری از اجزای تشکیل‌دهنده بتن است، بخشی از چسب که سایر مواد را در کنار هم نگه می‌دارد. به‌ طور کلی فرم اصلی ساخت بتن بر مبنای استفاده از ماده‌هایی مانند ریزدانه‌ها و همین‌طور سنگ‌های خرد شده و سپس سنگ‌دانه‌های درشت است که می‌توانند شن یا سنگ خرد شده باشند. همین‌طور از الیاف، رنگ‌دانه‌ها، تقویت‌کننده‌ها، و یا مواد افزودنی مجاز صنعتی نیز بهره گرفته می‌ شود.
مواد تشکیل‌دهنده برای تولید بتن با مقاومت و دوام خاص متناسب و مهندسی شده‌اند، بنابراین برای کاری که برای آن در نظر گرفته شده است "مناسب" است. می‌توان آن را به‌ صورت محصولات پیش‌ ساخته یا به‌ صورت بتن آماده تولید کرد که در کامیون بتن دوار آشنا تحویل داده می‌ شود.

کاربرد بتن چیست؟

بعد از این که در مورد مبنای بتن خواندیم، لازم است اشاره‌ای داشته باشیم به این موضوع که اساس فرم اصلی و کاربرد بتن در دنیا چیست؟ بعد از آب، بتن پرمصرف‌ ترین ماده روی زمین است. اگر صنعت سیمان یک کشور بود، سومین تولیدکننده دی‌ اکسید کربن در جهان با 2.8 میلیارد تن بود که تنها چین و ایالات متحده از آن پیشی گرفتند.
این ماده پایه توسعه مدرن است، سقف‌هایی را بر سر ساختمان‌ها می‌گذارد، دفاع فیزیکی را در برابر بلایای طبیعی تقویت می‌کند و ساختاری برای مراقبت‌های بهداشتی، آموزشی، حمل‌ونقل، انرژی و صنعت فراهم می‌کند. بتن تنها پرمصرف‌ ترین مصالح ساختمانی در جهان است.

این ترکیب اساسی از شن، سنگ دانه و آب، پایه برخی از چشمگیر ترین سازه‌های معماری بشر از زمان مصریان، رومی‌ها و شاید حتی دورتر بوده است. شما می‌توانید کاملاً هر چیزی را از بتن شکل دهید، امکانات طراحی بی‌پایان است. بتن به‌ عنوان مصالح ساختمانی چیزهای زیادی برای ارائه دارد؛ زیرا می‌تواند از نقوش سنگ سنتی تقلید کند یا می‌تواند برای ایجاد ویژگی‌های جدید و مدرن استفاده شود.

انواع بتن

همان‌طور که احتمالاً انتظار دارید، بتن در انواع مختلفی ساخته و توسعه‌ یافته شده و همین‌ طور شما می‌توانید نمونه‌هایی را تحت عنوان آماده و یا پیش‌ ساخته نیز در بازار مصالح تهیه کنید، علاوه‌ بر آن، یکی دیگر از کلیدی‌ ترین مواردی که باید در مورد انواع بتن‌ها بدانید این است که بسته به دامنه نیاز، ممکن است روی آن‌ها پردازش‌های خاصی صورت‌ گرفته تا مقاوم‌سازی شوند. انواع بتن عبارتند از:

• بتن با مقاومت معمولی
• بتن ساده یا معمولی
• بتن مسلح
• بتن پیش‌تنیده
• بتن پیش‌ ساخته
• بتن سبک
• بتن با چگالی بالا
• بتن با هوا
• بتن آماده
• بتن حجمی
• بتن تزئینی
• بتن سریع گیر
• بتن پمپ شده
• بتن هوشمند
• بتن عبوری
• آهک
• رول فشرده بتن
• بتن شیشه‌ای
• بتن آسفالت
• بتن شات بتن

بتن از چه موادی ساخته شده است؟

بتن یکی از مهم‌ ترین ماده‌های جهان، بر مبنای بهره‌گیری از خواص مقاوم‌ساز خود، در پروژه‌های عمرانی استفاده می‌ شود. بتن یک ماده مرکب متشکل از یک اتصال‌ دهنده است که معمولاً سیمان، سنگ‌دانه‌های خشن و ریز که معمولاً سنگ و ماسه و آب است. اینها مواد تشکیل‌دهنده بتن را تشکیل می‌دهند.

اما به دلیل متغیرهای زیاد مواد اولیه و نحوه پردازش و ترکیب آنها، فرصت‌های زیادی برای بروز مشکلات در بتن وجود دارد. داشتن درک اساسی از مواد مختلف و فرایندهای ساخت ممکن است به کسانی که بتن را بازرسی می‌کنند کمک کند تا بدانند به دنبال چه مشکلاتی باشند، کجا به دنبال آنها باشند و چگونه آنها را تشخیص دهند.
به زبان ساده:
1. سیمان + آب = خمیر سیمان
2.خمیر سیمان + ماسه = ملات
3.ملات + سنگ = بتن
مبنای اصلی و ترکیب نهایی بتن خواهد بود. البته در مورد این که این ساختار چگونه با هم ترکیب می‌ شوند در ادامه بیشتر صحبت خواهیم کرد.

مواد اصلی بتن

برای ساخت بتن مخلوطی از سیمان پرتلند (10-15٪) و آب (15-20٪) یک خمیر درست کنید. سپس این خمیر را با سنگ‌دانه هایی (65-75%) مانند ماسه و شن و یا سنگ خرد شده مخلوط می‌کنند. همانطور که سیمان و آب مخلوط می‌ شوند، سنگ‌دانه‌ها را سخت می‌کنند و به یک توده سنگ مانند غیرقابل‌نفوذ متصل می‌کنند. مقوله مهمی که باید در نظر داشته باشید این است که ترکیب این ماده در استفاده‌های گوناگون متفاوت است.
از این‌ رو:

• سیمان + سنگ‌دانه + آب = بتن:

نکته مهمی که باید در این مورد بدانید این است که: سیمان پرتلند اصطلاح عمومی برای نوع سیمانی است که تقریباً در تمام بتن‌ها استفاده می‌ شود؛ بنابراین، بتن است که با مصالح ساختمانی قوی، بادوام و ساختاری که به طور گسترده در ساخت‌ و ساز از پل‌ها تا ساختمان‌ها و پیاده‌ روها استفاده می‌ شود.
مواد متداول مورد استفاده برای تولید سیمان شامل سنگ آهک، پوسته، گچ یا مارن ترکیب شده با شیل، خاک رس، تخته‌سنگ، سرباره کوره بلند، ماسه سیلیس و سنگ‌ آهن است. این مواد هنگامی که در دمای بالا گرم می‌ شوند، یک ماده سنگ مانند را تشکیل می‌دهند که به پودر ریز تبدیل می‌ شود که ما معمولاً آن را سیمان می‌دانیم.

انواع افزودنی‌های بتن و عملکرد آن‌ها

مواد افزودنی بر اساس عملکرد طبقه‌بندی می‌ شوند. پنج کلاس متمایز از افزودنی‌های شیمیایی وجود دارد: هواگیر، کاهش‌دهنده آب، غلیظ کننده، تسریع‌کننده و نرم‌کننده‌ها (فوق روان‌کننده).تمام انواع دیگر افزودنی‌ها در دسته‌بندی تخصصی قرار می‌گیرند که عملکردهای آن‌ها شامل بازدارندگی از خوردگی، کاهش انقباض، کاهش واکنش قلیایی - سیلیکا، افزایش کارایی، اتصال، عایق رطوبتی و رنگ‌ آمیزی است. افزودنی‌های حباب کننده هوا که برای قراردادن حباب‌های هوای میکروسکوپی در بتن استفاده می‌ شوند. این افزودنی ها شامل موارد زیر می باشد: 

• افزودنی کاهنده آب
• مواد افزودنی تأخیری
• افزودنی تسریع‌ کننده
• افزودنی هوا
• افزودنی پوزولانی
• مواد افزودنی ضد رطوبت
• گاز تشکیل‌دهنده مخلوط
• مواد افزودنی بازدارنده هوا
• افزودنی جلوگیری از انبساط سنگ‌دانه قلیایی
• مواد افزودنی ضد شستشو
• مواد افزودنی گروتینگ
• مواد افزودنی جلوگیری از خوردگی
• مواد افزودنی پیوند دهنده
• مواد افزودنی قارچ‌ کش یا میکروب‌ کش
• مواد افزودنی رنگ‌ آمیزی

مشکلات رایج در بتن‌ ریزی

خطاهای ایجاد شده در حین ساخت می‌تواند شامل افزودن مقادیر نامناسب آب به مخلوط بتن، استحکام ناکافی، و عمل‌آوری نامناسب می‌تواند باعث ناراحتی و زوال بتن شود. طراحی اختلاط مناسب، قراردادن و عمل‌آوری بتن و همچنین یک پیمانکار مجرب برای جلوگیری از بروز خطاهای ساختمانی ضروری است. خطاهای ساخت‌ و ساز می‌تواند منجر به برخی از مشکلاتی شود که بعداً در این برگه اطلاعات موردبحث قرار گرفته است، مانند پوسته‌ پوسته شدن و ترک‌ خوردگی. لانه‌ زنبوری و بافت‌های اضافه می‌توان پس از ساخت مشاهده کرد.

تجزیه بتن را می‌توان به‌ عنوان تخریب بتن به قطعات کوچک و سنگ‌دانه‌ها توصیف کرد. پوسته‌ پوسته شدن شکل خفیف‌تری از تجزیه است که در آن ملات سطحی پوسته‌ پوسته می‌ شود. نواحی بزرگ بتن در حال فروپاشی (فاسد) نواحی فرسودگی که بیش از 3 تا 4 اینچ عمق دارند (بسته به ضخامت دیوار/دال) و میلگرد در معرض زوال جدی بتن را نشان می‌دهد.

ترک‌های بتن ممکن است ترک‌های ساختاری یا سطحی باشند. ترک‌های سطحی معمولاً کمتر از چند میلی‌متر عرض و عمق دارند. اینها اغلب ترک‌های مویی نامیده می‌ شوند و ممکن است شامل ترک‌های منفرد، نازک یا ترک‌هایی با الگوی نقشه مانند باشند. تعداد کمی از ترک‌های سطحی یا انقباضی رایج است و معمولاً مشکلی ایجاد نمی‌کند. 
ترک‌های سطحی می‌توانند در اثر چرخه‌های انجماد - ذوب، شیوه‌های ساخت‌ و ساز ضعیف و واکنش‌پذیری سنگ‌دانه‌های قلیایی ایجاد شوند. واکنش‌ پذیری سنگ‌ دانه قلیایی زمانی اتفاق می‌افتد که سنگ‌ دانه با سیمان واکنش می‌دهد و باعث ایجاد ترک‌ خوردگی یا ترک‌های نقشه می‌ شود.

گاهی اوقات ممکن است ماده سفید و متبلور که به نام شکوفه معروف است بر روی سطوح بتنی به‌ویژه دیواره‌های سرریز دیده شود. معمولاً در نزدیکی خط مو یا ترک‌های نازک دیده می‌ شود. گلدهی با نفوذ آب از طریق منافذ یا ترک‌های نازک بتن ایجاد می‌ شود. هنگامی که آب تبخیر می‌ شود، برخی از مواد معدنی را که از خاک، پر یا بتن شسته شده‌اند، باقی می‌گذارد. گلدهی معمولاً یک مشکل ساختاری نیست.

• ترک‌خوردگی:
  تجزیه بتن را می‌توان به‌عنوان تخریب بتن به قطعات کوچک و سنگ‌دانه‌ها توصیف کرد. پوسته‌ پوسته شدن شکل خفیف‌تری از تجزیه است که در آن ملات سطحی پوسته‌ پوسته می‌شود. نواحی بزرگ بتن در حال فروپاشی (فاسد) نواحی فرسودگی که بیش از 3 تا 4 اینچ عمق دارند (بسته به ضخامت دیوار/دال) و میلگرد در معرض زوال جدی بتن را نشان می‌دهد.
• گلدهی بتن:

ترک‌های بتن ممکن است ترک‌های ساختاری یا سطحی باشند. ترک‌های سطحی معمولاً کمتر از چند میلی‌متر عرض و عمق دارند. اینها اغلب ترک‌های مویی نامیده می‌شوند و ممکن است شامل ترک‌های منفرد، نازک یا ترک‌هایی با الگوی نقشه مانند باشند. تعداد کمی از ترک‌های سطحی یا انقباضی رایج است و معمولاً مشکلی ایجاد نمی‌کند. 
ترک‌های سطحی می‌توانند در اثر چرخه‌های انجماد - ذوب، شیوه‌های ساخت‌وساز ضعیف و واکنش‌پذیری سنگ‌دانه‌های قلیایی ایجاد شوند. واکنش‌پذیری سنگ‌دانه قلیایی زمانی اتفاق می‌افتد که سنگ‌دانه با سیمان واکنش می‌دهد و باعث ایجاد ترک‌خوردگی یا ترک‌های نقشه می‌شود.

• فرسایش:

گاهی اوقات ممکن است ماده سفید و متبلور که به نام شکوفه معروف است بر روی سطوح بتنی به‌ویژه دیواره‌های سرریز دیده شود. معمولاً در نزدیکی خط مو یا ترک‌های نازک دیده می‌شود. گلدهی بانفوذ آب از طریق منافذ یا ترک‌های نازک بتن ایجاد می‌شود. هنگامی که آب تبخیر می‌شود، برخی از مواد معدنی را که از خاک، پر یا بتن شسته شده‌اند، باقی می‌گذارد. گلدهی معمولاً یک مشکل ساختاری نیست.

• پارگی‌های بافتی

فرسایش ناشی از سایش منجر به ساییدگی سطح بتن می‌شود. ناشی از مالش و ساییدن سنگ‌دانه یا سایر زباله‌ها بر روی سطح بتنی یک کانال سرریز یا حوضچه ساکن است. فرسایش جزئی مشکلی نیست؛ اما فرسایش شدید می‌تواند یکپارچگی ساختاری بتن را به خطر بیندازد. یک مهندس حرفه‌ای ثبت‌نام‌شده باید برای تعمیر این نوع فرسایش در صورت شدید بودن نقشه و مشخصات تهیه کند.

بتن چه کاربردی دارد؟

بتن در حوزه‌های وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد که ساخت پروژه‌های مسکونی، تجاری و صنعتی، راه‌سازی و... از جمله مهم‌ ترین آنهاست. این اهداف و گستره‌های استفاده حتی به زمینه‌های غیرمسکونی و همین‌طور پروژه‌های ساخت حصار و انواع فونداسیون و بخش‌های ابتدایی ساختمان نیز ختم می‌گردد.

• استفاده از بتن در ساخت ساختمان‌های مسکونی:

از بتن برای ایجاد استحکام، دوام و تطبیق‌پذیری در طول ساخت سازه استفاده می‌ شود. این ویژگی‌های عالی، بتن را به انتخابی مطمئن و طولانی‌ مدت برای شرکت‌های ساختمانی برای انواع ساختمان‌های تجاری و خانگی تبدیل کرده است.
بتن به دلیل مزایایی که دارد به‌عنوان پی برای بسیاری از خانه‌ها استفاده می‌ شود. به‌ عنوان‌ مثال، بتن هرگز نمی‌سوزد یا پوسیده نمی‌ شود، بنابراین همیشه می‌توانید اطمینان حاصل کنید که پایه خانه محکم و بادوام است. علاوه بر این، داشتن زیرزمین بتنی می‌تواند در هنگام گردبادها و طوفان‌ها محافظت کند.

• استفاده از بتن در ساخت ساختمان‌های تجاری و صنعتی:

بتن یک عنصر و یک ماده اتصال‌ دهنده بسیار مفید در ساخت‌ و ساز است. کاربردهای سیمان در زمینه‌های مختلف ساختمانی، آن را به یک ماده بسیار مهم مهندسی عمران تبدیل کرده است. برخی از عملکردهای متعدد سیمان در زیر آورده شده است. در ملات برای گچ‌کاری، سنگ‌تراشی، اشاره و غیره استفاده می‌ شود. از آن برای توسعه پروژه‌های عمرانی استفاده خواهد شد.

استفاده از بتن در راه‌سازی

جاده‌ای که سطح ساینده آن از دال بتنی سیمانی تشکیل شده است، جاده بتنی سیمانی نامیده می‌ شود. راه‌های بتنی سیمانی از کارآمد ترین و صلب‌ ترین روسازی‌ها محسوب می‌ شوند. این جاده‌ها با شروع از پایین از اجزای زیر تشکیل شده‌اند:

اجزای سازه‌ای جاده بتن سیمانی:

• درجه فرعی

• زیر پایه
• دال بتنی

جاده‌های بتنی با استفاده از مخلوط بتنی سیمان پرتلند، سنگ‌دانه درشت، ماسه و آب ساخته می‌ شوند. مهم‌ ترین مزیت جاده بتنی عمر مفید آن به دلیل دوام استثنایی است. آنها به میزان قابل‌توجهی کمتر در معرض عیوب سایش و پارگی مانند شیار شدن، ترک‌خوردن، از بین‌ رفتن بافت و چاله‌هایی هستند که ممکن است در سطوح روسازی انعطاف‌پذیر رخ دهد.
این نیاز به نگهداری کم یکی از مزایای اصلی روسازی‌های بتنی است. روسازی‌های بتنی با طراحی خوب وجود دارند که نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند یا اصلاً نیازی به نگهداری ندارند. تعمیر و نگهداری کمتر همچنین به معنی تأخیر کمتر در ترافیک است که یک مزیت بزرگ در برخی از بزرگراه‌های پرازدحام است.

• استفاده از بتن در سازه‌های دریایی:

طیف گسترده‌ای از انواع سازه‌های بتنی دریایی در این فصل ارائه شده است که طیف وسیعی از تکنیک‌هایی را پوشش می‌دهد که معمولاً از زمان شروع ساخت بندر و ساحل در آفریقای جنوبی و خارج از آن استفاده شده است. بدیهی است که بتن به یکی از اجزای ضروری سازه‌های دریایی تبدیل شده است که دوام و استحکام را تضمین می‌کند و تکنیک‌هایی را تسهیل می‌کند که در غیر این صورت نمی‌توان از آنها استفاده کرد.
دیوارهای اسکله بلوک دوام بتن ساده را در محیط دریایی نشان داده‌اند و انتظار می‌رود که تکنیک‌ها و مصالح مورداستفاده در سازه‌های مدرن که در این کتاب توضیح داده شده‌اند، اطمینان حاصل کنند که عمر مفیدی مشابه دارند.

• استفاده از بتن در ساخت مسیرهای انتقال آب و فاضلاب:

فاضلاب‌ها اجزای بسیار مهم زیرساخت‌های شهری هستند که با انتقال ایمن فاضلاب به تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و از طریق انتقال آب باران از سطوح شهری به حفظ محیط شهری در برابر سیل و جلوگیری از گسترش بیماری‌های منتقله از طریق آب کمک می‌کنند. استفاده از بتن در سازه‌های فاضلاب سبب می‌ شود که مقاومت فوق‌العاده‌ای داشته و همین‌طور باگذشت سال‌ها و یا حتی قرن‌ها، این سیستم هیچ تغییری به خود نبیند. استفاده از بتن سبب می‌ شود که استحکام فنی و مقاومت در مقابل خوردگی در برخورد مداوم با آب و همین‌طور انواع مواد شیمایی و... حفظ شود.

•  استفاده از بتن در ساخت فونداسیون:

فونداسیون دال بتنی یک لانه بزرگ و سنگین یا دال بتنی است که معمولاً 4 تا 6 اینچ عرض در داخلی دارد و به طور مستقیم روی زمین قرار می‌گیرد. بااین‌حال، دال بتنی معمولاً بر روی یک دال شنی قرار می‌گیرد تا کیفیت زهکشی ایجاد کند و به‌عنوان یک بافر عمل کند. دال بتنی کانالی در زیر ساختمان ندارد. 
این نوع فونداسیون با پی خانه، کیفیت شرایط زمین و نیازهای زیر زمین متفاوت است. فونداسیون دال بتنی معمولاً بر روی ملکی که طبقه‌بندی شده است، همان‌طور که باید باشد آهنگری می‌ شود. خاک باید واجد شرایط باشد؛ زیرا در غیر این صورت، فونداسیون ممکن است به دلیل ترکیب ضعیف خاک فرو برود یا ته‌نشین شود.

• استفاده از بتن در ساخت حصار:

دیوارهای بتنی به دلیل جرم حرارتی خود، جلوی صدا و بادهای شدید را بسیار بهتر از دیوارهای صوتی چوبی می‌گیرند. این در هنگام زندگی در نزدیکی یک بزرگراه شلوغ، مدارس، ساختمان‌های تجاری یا سایر مناطق پرسروصدا بسیار مفید است. علاوه بر این، پانل‌های بتنی جامد در برابر تخریب بسیار مقاوم هستند.

• استفاده از بتن در ساخت پل:

بیشتر ساخت‌ و سازهای مدرن پل از بتن به‌ عنوان ماده اولیه استفاده می‌کنند. بتن از نظر فشاری خوب و از نظر مقاومت کششی ضعیف است. سازه‌های بتن مسلح راه حلی هستند که برای این مشکل ارائه شده است. بتن تمایل دارد مقدار ثابتی از مدول الاستیسیته در سطوح تنش کمتر داشته باشد.
اما این مقدار در شرایط تنش بالاتر کاهش می‌یابد. این امر از تشکیل ترک‌ها و بعداً انتشار آنها استقبال می‌کند. عوامل دیگری که بتن به آن حساس است، اثرات انبساط حرارتی و انقباض است. خزش در بتن به دلیل فشار طولانی‌مدت روی آن ایجاد می‌ شود. خواص مکانیکی بتن با مقاومت فشاری بتن تعیین می‌ شود. برای ساخت پل‌ها از بتن مسلح یا پیش‌تنیده استفاده می‌ شود.

• استفاده از بتن در ترمیم سطوح:

اگرچه بتن یک ماده مقاوم و بادوام است، اما تخریب‌ناپذیر نیست. هنگامی که بتن آسیب می‌بیند، ضعیف‌تر می‌ شود. بتن یک ماده متخلخل است. سوراخ‌های موجود در بتن باعث می‌ شود که بتن در اثر مواد شیمیایی، روغن و رطوبت آسیب ببیند. ممکن است در اثر شرایط آب‌وهوایی سخت استرالیا، فرسودگی و آب ضعیف شود.

 

مقاومت بتن چیست و چه اهمیتی دارد؟

روش‌ها و تجهیزات تولید بتن به طور مداوم در حال نوسازی هستند. روش‌های تست، همراه با تفسیر داده‌ها نیز در حال ارتقا و پیچیده‌تر شدن هستند. اما کیفیت بتن بیشتر بر اساس مقاومت آن است. این مقاومت بتن است که اساس پذیرش یا رد بتن در ساخت‌ و ساز را تشکیل می‌دهد. کدهای خاصی برای نشان‌دادن یکسان برای ساختارهای مختلف تعیین شده است. برای مثال، ستون‌های طبقه اول در ساختمان‌های بلند، از نظر ساختاری مهم‌تر از دیوارهای غیرباردار هستند.

کمبود در استحکام موردنیاز می‌تواند منجر به تعمیرات پرهزینه، خطرناک و چالش‌برانگیز شود یا در بد ترین حالت منجر به خرابی عظیم شود؛ بنابراین بدیهی است که استحکام کلی هر ساخت‌ و ساز اهمیت زیادی دارد، اما درجه آن به عناصر ساختاری آن بستگی دارد.
در نظر گرفتن مشخصات استحکام نیز هنگام تخمین مخلوط پیشنهادی ضروری است، زیرا نسبت‌های پیش‌بینی‌شده به استحکام فرضی برای نهایی کردن خواص مواد بستگی دارد. وقتی از ما می‌پرسند که چه چیزی به مقاومت بتن کمک می‌کند، پاسخ این است: تقریباً همه چیز. اما عوامل رایج عبارت‌اند از:

• نوع سیمان
• مقدار و کیفیت یا مارک سیمان
• جایگزینی تصادفی سیمان
• تمیزی و درجه‌بندی سنگ‌دانه
• نسبت‌های آب
• وجود یا عدم وجود مواد افزودنی
• روش‌های دست‌دادن و قراردادن
• درجه حرارت
• مخلوط‌کردن
• شرایط پخت
• تغییرات بین محموله‌ها
• سن بتن در صورت فرم و آزمایش

که می‌توانند میزان مقاومت بتن‌ها را مشخص کنند.

عیار بتن چیست و چه کاربردی دارد؟

عیار بتن در واقع فرم استفاده خواهد بود. بر اساس این جدول، می‌توان مشخص کرد که میزان استفاده از ماسه، شن و سیمان تا چه حد تفاوت خواهد داشت. عیار بتن، به بیان ساده، مقاومت بتن است که پس از 28 روز ساخت اندازه‌گیری می‌ شود. درجه ساخت بتن بر اساس یکپارچگی سازه و نوع مخلوط بتن است. اختلاط اسمی بتن عموماً در ساخت‌ و سازهای در مقیاس کوچک استفاده می‌ شود، درحالی‌که مخلوط طرح در ساخت‌ و سازهای مقیاس بزرگ استفاده می‌ شود.
این جدول بر اساس عیار استانداردی خواهد بود که برای بتن در نظر گرفته می‌ شود.

عیار بتن	میزان ماسه، شن و سیمان	کاربرد
M25	1,1,2	بتن مسلح، تیر و ستون، زیرسازی
M30	طراحی	بتن مسلح، زیرسازی، تیر و ستون و ساخت لارده
M35	طراحی	بتن مسلح، زیرسازی، تیر و ستون و ساخت لارده
M40	طراحی	بتن مسلح، زیرسازی، ساخت شاه تیر بتنی پیش‌تنیده، تیر و ستون
M45	طراحی	بتن مسلح، ساخت سازه‌های مسلح، بتن پیش‌تنیده

این جدول نیز مختص عیار معمولی در بتن‌ها خواهد بود که بر اساس نوع سیمان، شرایط و همین‌طور حداکثر نسبت آب و حداقل مقدار سیمان مشخص می‌گردد.
 

وضعیت	نوع سیمان	حداقل مقدار مواد سیمانی kg/m3	حداکثر نرخ آب در مقابل دیگر مواد سیمانی
متوسط A	سیمان پرتلند نوع 1 یا 2	300	0.5
شدید B	سیمان پرتلند نوع 1 یا 2	325	0.45
شدید C	سیمان پرتلند نوع 1 یا 2	350	0.45
خیلی شدید D	سیمان پرتلند نوع 2	350	0.4
فوق‌العاده شدید E	سیمان پرتلند نوع 2	375	0.4

 

مزایا و معایب بتن کدام هستند؟

در ادامه و در بخش انتهایی، در مورد مزایا و معایب بتن صحبت خواهیم کرد. البته که این مزیت‌ها در طول چند سال اخیر توانسته بر معایب غلبه کند. اما اگر می‌خواهید با مفهوم کلی و آکادمیک آن آشنایی پیدا کنید؛ بر این‌ اساس می‌توانید توضیحات مندرج را مطالعه نمایید.

• همه‌کاره است:

سیمان چه پروژه‌های مسکونی و چه تجاری باشد، یک ماده پرکاربرد در ساخت‌ و ساز است. استفاده از آن بسیار انعطاف‌پذیر است و به همین دلیل قرن‌ها از آن استفاده می‌ شود. تقریباً در هر کار ساختمانی کاربرد دارد. علاوه بر این، برای ساخت اعضای پیش‌ ساخته مانند دال کف، پله‌ها و ستون‌ها استفاده می‌ شود. علاوه بر این، می‌توانید از سیمان برای بهبود طرح‌های معماری استفاده کنید. به این معنا که می‌توانید با گچ‌کاری با سیمان سازه‌ها را صاف و یکدست کنید.
همچنین، می‌توان یک عامل رنگ‌ آمیزی را در فرایند تولید به سیمان وارد کرد تا یک نسخه رنگارنگ ایجاد کند. به‌عنوان‌مثال، کبالت برای دادن رنگ آبی و اکسید آهن برای رنگ‌های قرمز یا قهوه‌ای استفاده می‌ شود. این امر نیاز به رنگ‌ آمیزی سازه‌ها را از بین می‌برد؛ زیرا سیمان رنگی کار زیبایی به‌ نظر رسیدن آنها را انجام می‌دهد. بیشتر سیمان رنگی برای تکمیل کف استفاده می‌ شود؛ بنابراین می‌توان گفت که تطبیق‌ پذیری سیمان آن را به یک ماده کاربردی و مطلوب در ساختمان تبدیل می‌کند.

• سیمان به‌ راحتی در دسترس است:

دلیل اصلی استقبال گسترده از سیمان در صنعت ساختمان، در دسترس‌ بودن آسان آن است. شرکت‌های ساختمانی به دنبال منابع محلی برای استفاده در سایت‌ها برای بهبود روند ساخت‌ و ساز هستند.  سیمان یک ماده اتصال‌ دهنده است که به‌ راحتی در بازارهای محلی در دسترس است.

به‌ عبارت‌ دیگر، این ماده از طریق ترکیبات شیمیایی از جمله چندین ماده موجود در طبیعت به‌وفور ساخته می‌ شود. همچنین، مواد خام استخراج، خرد، خشک، آسیاب و تف‌ جوشی می‌ شوند تا به‌ راحتی سیمان تولید شود. همه اینها آن را به یک منبع ارزشمند ساخت‌ و ساز تبدیل می‌کند.

و همین‌طور معایب آن:

• سازگار با محیط‌ زیست نیست:

سیمان یکی از پرمصرف‌ ترین محصولات است. اما متأسفانه، هر سال مقدار زیادی دی‌ اکسید کربن نیز آزاد می‌کند. این باعث ایجاد آلودگی می‌ شود و به محیط‌ زیست ما آسیب می‌رساند. آنچه در اینجا اتفاق می‌افتد این است که سیمان حاوی سنگ آهک، خاک رس، گچ و سایر مواد استخراج شده از طبیعت است.

سپس این مواد برای تولید سیمان سوزانده می‌ شوند. فرایند سوختن برای تولید سیمان نیازمند انرژی است که دی‌ اکسید کربن ساطع می‌کند. همچنین با توجه‌ به اینکه سیمان یک ماده پرکاربرد در ساختمان‌ سازی است، میزان دی‌ اکسید کربن آزاد شده از صنایع سیمان همچنان رو به افزایش است و در نتیجه به محیط‌ زیست آسیب می‌رساند.

• سیمان نسبت به بتن دوام کمتری دارد:

تنها استفاده از سیمان برای سازه‌های ساختمانی می‌تواند آنها را در معرض خطر بالایی قرار دهد. این به این دلیل است که سیمان مستعد ترک‌ خوردگی است و آن را برای پروژه‌های ساختمانی نامناسب می‌کند. این سازه‌ها دائماً تحت تنش هستند و باید با مصالح قوی‌تری ساخته شوند. در این موارد بتن انتخاب مناسب‌تری است. 
دوام بیشتری نسبت به سیمان دارد و می‌تواند فشار شدید را تحمل کند. علاوه بر این، می‌توانید انتظار داشته باشید که بتن سال‌ها دوام بیاورد. به‌ عبارت‌ دیگر، بتن دارای مقاومت فشاری بالاتری است که آن را در بسیاری از کاربردها مناسب‌تر می‌کند.

• برای سازه‌های بزرگ قابل‌استفاده نیست:

زمانی که روی پروژه‌های بزرگ کار می‌کنید، سیمان گزینه ایده آلی برای مواد نیست. مطمئناً سیمان بخشی از آن است، اما از بتن برای ساخت سازه‌های قوی و عظیم استفاده می‌ شود. برای روشن‌ شدن، بتن شامل سیمانی است که با آب مخلوط شده و با سنگ‌دانه‌ها ترکیب شده است. این سنگ‌دانه‌ها می‌توانند ماسه یا شن باشند. 
این بدان معناست که شما نمی‌توانید از سیمان مستقیماً برای ساخت پروژه‌های بزرگ استفاده کنید؛ زیرا در معرض آسیب قرار دارند. با این‌ حال، می‌توانید از سیمان برای پروژه‌های کوچک‌تر مانند تزریق استفاده کنید. همچنین می‌توان از آن برای ترمیم بتن ترک‌ خورده استفاده کرد.