ویژگی های بتن خوب
بتن یک ماده مرکب است که از مواد خام، سیمان، سنگدانه ها، آب و مواد افزودنی و به صورت همگن ساخته میشود. در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی سازهای، بتن استحکام و دوام زیادی را ارائه میدهد. از بتن برای استفاده در سدها، نیروگاهها، پلها، ساختمانها، بزرگراهها، فرودگاهها، پلهای هوایی، مخازن آب و استادیومهای ورزشی و غیره استفاده میشود. با این حال مدیران پروژه اغلب در مورد ویژگی های بتن خوب کمتر می دانند. به همین دلیل، ما در این بررسی در مورد مشخصات یک بتن خوب صحبت میکنیم.
عملکرد بتن خوب چیست؟
برای درک عملکرد بتن خوب، ابتدا باید بدانیم که الزامات بتن خوب چیست و ثانیاً چگونه میتوان در عمل به آن رسید. الزامات بتن خوب به شرح زیر هستند:
- بتن خوب باید هم در حالت پلاستیک و هم در حالت سخت شده رضایت بخش باشد.
- باید کارایی کافی برای جابجایی و بتن ریزی در داخل قالبها با جریان مناسب در اطراف آرماتورها بدون جداسازی داشته باشد و باید بتواند بدون تلاش زیاد به طور کامل متراکم شود.
- همچنین لازم است که مطابق با نیاز طراحی، استحکام و دوام مورد نیاز را ایجاد کند و تمام این خصوصیات باید با هزینهای معقول به دست آیند تا حداکثر صرفه جویی ممکن در هزینه ساخت تضمین شود.
خواص اصلی بتن
خواص بتن در پلاستیک عبارتند از:
- کارایی خوب
- رهایی از تفکیک، انسجام
خواص بتن در حالت سخت شده عبارتند از:
- استحکام کشش، خمش و فشار
- دوام (مقاومت در برابر عوامل جوی، مقاومت در برابر واکنشهای شیمیایی نامطلوب، مقاومت در برابر سایش
- نفوذ ناپذیری (آب بند بودن و مقاومت در برابر خوردگی آرماتورها)
خصوصیات مربوط به تغییرات ابعادی به شرح زیر هستند:
- حداقل انقباض خشک شدن
- حداقل تغییر طول به دلیل دما
- رهایی از ترکها
- توسعه پذیری
شرایط مورد نیاز برای بتن خوب
در زیر در مورد تک تک وژگیهای بتن خوب صحبت میکنیم:
کارایی بتن
یکی از مهمترین خصوصیات بتن، کارپذیری است و به این صورت تعریف شده که با استفاده از آن میتوان مواد را در بتن مخلوط کرد و سپس با حداقل از دست دادن یکنواختی و قابلیت پرداخت مناسب، آن را جابجا و حمل کرد و در محل فرایند بتن ریزی را انجام داد. کارایی عمدتاً به محتوای آب مخلوط بستگی دارد و همچنین به عوامل زیر بستگی خواهد داشت:
- سازگاری لازم برای بتن ریزی
- نوع سنگدانه، شکل، اندازه و بافت
- حداکثر اندازه کل و درجه بندی
- نسبت سنگدانه ریز به درشت
- ویژگی سیمان خوب
- نوع و یک دوز افزودنی و هوا
- درجه حرارت محیط و دمای بتن
انتخاب کارایی نیز به محل و شرایط و نحوه قرارگیری بستگی دارد.
انسجام بتن
دومین مورد بتن خوب در حالت پلاستیک، انسجام یا رهایی از جداسازی است. در یک بتن مناسب با سنگدانههای خوب دانه بندی شده با کیفیت خوب، حاوی مقدار مناسب سیمان و آب و حمل و نقل و جابجایی با دقت به احتمال زیاد رخ نمی دهد. جداسازی منجر به عدم همگنی در محصول نهایی میشود.
آب انداختگی بتن
سومین نیاز بتن خوب، رهایی از آب انداختگی یا حداقل کاهش تمایل به آب انداختگی است. آب انداختگی این نوعی جداسازی است که در آن آب موجود در مخلوط، تمایل به بالا رفتن به سطح دارد زیرا اجزای جامد وقتی به سمت پایین ته نشین میشوند، نمیتوانند تمام آب مخلوط را نگه دارند. آب خروجی هنگامی که در حین عملیات تکمیلی با بتن لایههای بالایی مخلوط میشود یا زمانی که ذرات ریز سیمان را به همراه خود میآورد، منجر به تشکیل شیرهای شده که متخلخل و ضعیف است و منجر به درز یا سطح ضعیف با مقاومت ضعیف در برابر سایش یا سطح گرد و غبار میشود.
تمایل به آب انداختگی، بستگی به خواص سیمان دارد. آسیاب ریزتر، محتوای بالای C3A یا محتوای قلیایی، باعث کاهش آب انداختگی میشوند، در حالی که نسبت آب به سیمان بسیار زیاد، باعث آب انداختگی دردناکی میشود. افزودن مواد ریز مانند سیلیس ریز، ماسه ریز، خاک رس یا زغال سنگ پودر شده، در کمک به کاهش آب انداختگی و حباب هوا نیز مفید است.
مقاومت فشاری بتن
نیاز اولیه معمول بتن خوب در حالت سخت شده، مقاومت فشاری رضایت بخش آن است زیرا بسیاری از خواص مطلوب دیگر مانند مقاومت کششی، مقاومت خمشی، چگالی، نفوذ ناپذیری، دوام و سایر، با مقاومت بالایی همراه هستند. مقاومت خرد شدن بتن کاملا متراکم، بستگی به این دارد:
- نسبت W/C
- کیفیت و ویژگیهای سیمان
- درجه تراکم
- سن بتن
- دما و دوره عمل آوری
دوام بتن
بتن خوب باید بتواند به طور رضایت بخشی در برابر اثرات شرایط خدماتی که در معرض آن قرار میگیرد، مقاومت کند. این شرایط عبارتند از:
- هوازدگی
- واکنشهای شیمیایی
- پوشیدن
نکته: هوازدگی در اثر عملکرد مخرب انجماد یا ذوب شدن و با انبساط و انقباض تحت محدودیت ناشی از تغییرات دما یا مرطوب شدن و خشک شدن متناوب ایجاد میشود.
همچنین، بتن به دلایل زیر خراب میشود:
- واکنشهای شیمیایی بین قلیاییهای موجود در سیمان و مواد معدنی سنگدانههای حاوی سیلیس فعال مانند عقیق، کلسدونی
- نیروهای انبساطی ایجاد شده در اثر واکنش سولفاتهای محلول سدیم، منیزیم یا کلسیم با C3A سیمان را در حضور آهک هیدراته میکند و انواع مونو سولفات سولفو آلومینات کلسیم را تشکیل میدهد. واکنش با گسترش و اختلال قابل توجهی همراه است.
- خوردگی بتن در اثر تشکیل محصولات محلول که در صورت حمله اسیدهای معدنی و آلی با شستشو حذف میشوند. شرایط اسیدی در پی احاطه شدن توسط انسان، ذغال سنگ نارس یا پوشش گیاهی تجزیه شده، ایجاد میشود. اسید هیومیک، اسید کربنیک و اسید سولفوریک که توسط پیریتهای موجود در شیل یا خاک رس تشکیل میشوند، در صورت عدم محافظت میتوانند به بتن حمله کنند.
- حذف مداوم آهک تشکیل شده در طول هیدراتاسیون توسط آب، اغلب با فشار دادن CO محلول از طریق شکافها یا حفرههای به هم پیوسته ای مانند بتن لانه زنبوری یا در امتداد درزهای ساختمانی که به درستی درمان نشدهاند، تهاجمی میشود.
- علت اصلی ساییدگی یا فرسایش سطح بتن ناشی از عمل جریان آب، حاوی مواد ساینده ای است و یا به دلیل ساییدگی و ضربه ناشی از سایش ترافیک نیز ناشی از کاویتاسیون در سازه هیدرولیکی یا انفجار باد میباشد.
نفوذپذیری بتن
مشکلات دوام زمانی ایجاد میشوند که بتن در برابر سولفاتها، کلریدها و محلولهای حاوی اسید نفوذ پذیر باشد. نفوذ ناپذیری، مقاومت خودکار را در برابر همه تأثیرات مخرب وارد میکند. بتن خوب، مستحکم و همگن تهیه شده از سنگدانههای با کیفیت خوب با نسبت W/C کم که به درستی متراکم و عمل آوری شده باشد، عملاً غیر قابل نفوذ است.
خوردگی آرماتورها
از آنجایی که بیشتر بتن سازهای تقویت شده است، نیاز ضروری بتن خوب، توانایی آن برای محافظت از فولاد حتی در محیطهای تهاجمی دریایی است. یکی از پیش نیازهای ایجاد حفاظت و جلوگیری از رسیدن کربناته به آرماتور در یک جو آلوده، اطمینان از پوشش بتن علاوه بر تثبیت محدودیتهای سطح کلرید است.
ترک خوردن
بتن خوب قادر به مقاومت در برابر تغییرات ابعادی است که منجر به ترک میشود. احتمال و میزان ترک خوردگی به موارد زیر بستگی دارد:
- انقباض با خشک کردن یا سرد کردن
- خاصیت ارتجاعی یا سفتی بتن
- خزش بتن
- استحکام کششی
برای کاهش تمایل به ترک، خواص اساسی بتن عبارتند از:
- ضریب انبساط حرارتی پایین
- انقباض کم خشک شدن
- عدم محدودیت داخلی یا خارجی
- کشش کم
- خزش بالا
- توسعه پذیری بالا
- استحکام کششی بالا
کلام آخر
ویژگی های بتن خوب به عوامل زیادی بستگی دارد که بخش مهمی از آنها را بالا شرح دادیم. از آنجایی که بتن مادهای مهندسی است و نیاز به طرح اختلاط حرفهای دارد، تمامی الزامات مهم برای برآورده یک بتن خوب باید اجرا شوند. این مهم باعث افزایش طول عمر سازه و سرمایه گذاری بهینه در ساخت و ساز میشود. بنابراین، ضروری است که به هر ویژگی بتن به شکل مهندسی نگاه شود تا با ارزیابی نیازهای اصلی، بتن خوب را برای پروژهها ساختمان تولید کرد.
منابع:
https://www.constructioncivil.com/properties-of-concrete/
ثبت ديدگاه