سبد خرید
0

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

انواع بتن و کاربردهای آن

شناخت انواع بتن و کاربردهای آن از موضوعات مهم در ساختمان سازی محسوب می شود که ما در این مطلب به این موضوع پرداخته ایم.

بتن متداول‌ترین ماده ساخته‌شده توسط بشر بر روی زمین است. این‌ ماده مهم ساختمانی به‌طور گسترده در ساختمان‌ها، پل‌ها، جاده‌ها و سدها استفاده می‌شود. کاربردهای آن از کاربردهای ساختاری تا آلاچیق‌ها، حاشیه‌ها، لوله‌ها و زهکشی‌ها متغیر است.

این ماده ی کامپوزیتی عمدتاً از سیمان پرتلند، آب و سنگ‌دانه (شن، ماسه یا سنگ) تشکیل‌شده است. هنگامی‌که این مواد باهم مخلوط می‌شوند، به‌صورت خمیر در می‌آیند و پس از مدتی به‌تدریج سفت می‌شوند.

بتن های مورد استفاده در ساختمان سازی

بتن ساده (بتن معمولی قابل استفاده برای روسازی و ساختمان با مقاومت کششی کم)

یکی از متداول ترین انواع بتن است که برای روسازی و ساختمان هایی که مقاومت کششی بالایی نیاز ندارند استفاده می شود. مواد تشکیل دهنده ی آن سیمان, ماسه و سنگ دانه به نسبت ۱:۲:۴ است. از آنجاکه این بتن غیرمسلح است، برای بسیاری از سازه‌ها نامناسب است، زیرا مقاومت آن در برابر تنش‌های ناشی از ارتعاشات، بارگذاری باد و غیره نسبتاً ضعیف است.

بتن ساده (بتن معمولی قابل استفاده برای روسازی و ساختمان با مقاومت کششی کم)

 

بتن سبک (بتن خودتراز شونده مورد استفاده در کف و سقف ها)

این ماده به‌عنوان بتن سلولی شناخته می‌شود و ماده‌ای بسیار روان و خود ترازشونده است. از این بتن برای ساخت صفحات کف، پانل‌های پنجره و سقف‌ها استفاده می‌شود. سنگ‌دانه‌هایی که برای ساخت آن استفاده می‌شود پوکه، اسکو ریا، شیل های منبسط ‌شده و خاک رس هستند.

بتن‌آرمه (پرکاربردترین بتن با مقاومت کششی بالا)

این بتن یکی از پرکاربردترین مصالح در ساخت‌وسازهای مدرن است. برای افزایش مقاومت کلی آن، میله‌های فولادی، سیم‌ها، مش یا کابل‌ها را می‌توان قبل از قرار گرفتن در بتن تعبیه کرد .این تقویت‌کننده که اغلب به آن میله می‌گویند، در برابر نیروهای کششی مقاومت می‌کند.

درحالی‌که بتن در برابر نیروهای فشاری مقاوم است ولی در برابر نیروهای کششی مقاومت ندارد. با تشکیل یک پیوند محکم به یکدیگر، این دو ماده باهم ترکیب می‌شوند تا در برابر انواع نیروهای اعمال‌شده مقاومت کنند و به‌طور مؤثر به‌عنوان یک عنصر ساختاری واحد عمل می‌کنند.

بتن‌آرمه (پرکاربردترین بتن با مقاومت کششی بالا)

 

بتن پیش‌ساخته (با استفاده از قالب های قابل استفاده تهیه و در ستون ها دیوارها به کار میرود)

نوعی بتن است که معمولاً در محیط کارخانه کنترل‌شده و با استفاده از قالب‌های قابل‌استفاده، خارج از محل تهیه، ریخته و پخت می‌شود. عناصر بتنی پیش‌ساخته را می‌توان به سایر عناصر متصل کرد و یک ساختار کامل را تشکیل داد. این بتن معمولاً برای اجزای سازه‌ای مانند پانل‌های دیواری، تیرها، ستون‌ها، کف، پله‌ها، لوله‌ها، تونل‌ها وغیره استفاده می شود.

بتن پیش‌ساخته (با استفاده از قالب های قابل استفاده تهیه و در ستون ها دیوارها به کار میرود)

 

بتن پیش‌تنیده (برای جلوگیری از ترک، افزایش مقاومت عضو و کاهش پیش تنش انحرافی استفاده می‌شود)

بتن پیش‌تنیده ماده‌ای ساختاری است که اجازه می‌دهد تنش‌های مهندسی ازپیش تعیین‌شده‌ای در اجزا قرار گیرد تا تنش‌هایی را که هنگام بارگیری ایجاد می‌شوند خنثی کند. این ویژگی‌های فشاری مقاومت بالا بتن و مقاومت کششی بالای فولاد را ترکیب می‌کنند.

در بتن مسلح، تنش‌ها توسط آرماتورهای فولادی حمل می‌شوند، درحالی‌که بتن‌های پیش‌تنیده، بارهای ناشی از تنش‌های القایی را در کل عنصر سازه تحمل می‌کنند. معمولاً برای تیرهای کف، شمع‌ها و گودال‌های راه‌آهن و همچنین سازه‌هایی مانند پل، مخازن آب، سقف و باند فرودگاه از این نوع بتن استفاده می‌شود.

بتن پیش‌تنیده (برای جلوگیری از ترک، افزایش مقاومت عضو و کاهش پیش تنش انحرافی استفاده می‌شود)

 

بتن مسلح شیشه‌ای (نوعی بتن تقویت شده با الیاف که عمدتاََ در پانل‌های نمای ساختمان به کار می‌رود)

این بتن ماده‌ای ساختمانی است که معمولاً برای تشکیل پانل‌های روکش خارجی استفاده می‌شود. بتن مسلح از الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیایی که در یک ماتریس بتن تعبیه‌شده‌اند تشکیل‌شده است.

الیاف به‌عنوان مؤلفه اصلی حمل بار عمل می‌کنند، درحالی‌که ماتریس اطراف آن‌ها را در موقعیت خود نگه می‌دارد و بار را بین الیاف منتقل می‌کند. الیاف و ماتریس قادر به حفظ هویت فیزیکی و شیمیایی خود هستند.

بتن مسلح شیشه‌ای (نوعی بتن تقویت شده با الیاف که عمدتاََ در پانل‌های نمای ساختمان به کار می‌رود)

 

بتن فرورفتگی هوا (افزایش مقاومت بتن در برابر یخ‌زدگی)

نوعی بتن ساده که شامل حباب‌های میکروسکوپی هوا است. اندازه آن‌ها از چند هزارم اینچ قطر تا چند صدمتر متغیر است. به‌طورمعمول بین ۴ تا ۷ درصد از حجم کل بتن را تشکیل می‌دهند.

حباب‌های هوا محفظه‌هایی را ایجاد می‌کنند که آب هنگام یخ زدن در داخل آن‌ها منبسط میشود و درنتیجه فشار داخلی روی بتن کاهش می‌یابد. این ماده با معرفی مواد ضدعفونی‌کننده هوا هم‌زمان با مخلوط شدن بتن یا با استفاده از سیمان پرتلند هواگیر ساخته می‌شود.

بتن خود متراکم (قابل اجرا در برج‌ها و ساختمان‌های بلند)

بتن خود متراکم یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های اخیر در فن‌آوری بتن محسوب می‌شود. هم‌چنین ‌یک بتن غیر جداکننده است که می‌تواند بدون نیاز به تلفیق مکانیکی، تحت وزن خود جریان یابد، پخش شود، قالب را پر کند و آرماتورها را کپسول کند. از این بتن به دلیل خاصیت جریان استثنایی، بیشتر در ساخت اسکلت‌های بتنی پیچیده استفاده می‌شود.

بتن خود متراکم (قابل اجرا در برج‌ها و ساختمان‌های بلند)

 

بتن هوشمند (دارای قابلیت انعطاف پذیری مطلوب، دوام زیاد و سازگاری مناسب با سازه های بتنی)

فناوری بتن هوشمند یک روش جایگزین برای نظارت بر سلامت سازه‌های بتن‌آرمه ارائه می‌دهد. این فناوری با افزودن مقدار کمی فیبر کربن کوتاه به بتن با یک میکسر بتن معمولی که مقاومت الکتریکی ان  را در پاسخ به فشار یا تنش اصلاح می‌کند، کار می‌کند. همچنین می‌تواند برای شناسایی تنش یا فشار در سازه‌های بتنی، شناسایی مشکلات احتمالی قبل از خراب شدن بتن استفاده شود.

بتن هوشمند قادر به تشخیص عیوب سازه‌ای بسیار کوچک است و ازاین‌رو در بررسی وضعیت داخلی سازه‌ها، به‌ویژه پس از زلزله کاربرد دارد. فناوری بتن هوشمند تحت آزمایشات گسترده آزمایشگاهی قرارگرفته است، اما هنوز در بازار عرضه نشده است.

بتن هوشمند (دارای قابلیت انعطاف پذیری مطلوب، دوام زیاد و سازگاری مناسب با سازه های بتنی)

 

بتن پلیمری (افزایش استفاده و طول عمر بتن و پایداری در برابر انواع تنش‌ها و شرایط محیطی) 

بتن پلیمر به اپوکسی، پلی‌استر، وینیل استر و غیره تقسیم می‌شود. اپوکسی به دلیل افزایش استفاده در ساخت‌وساز و خصوصیات برتر مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر لرزش بالا، اتصال خوب با بتن و سطوح فلزی، یکی از بهترین انواع بتن است.

عوامل تاثیرگذار در ماندگاری بتن

یکی از عوامل اصلی در فن‌آوری بتن نفوذپذیری، مقاومت بتن در برابر آب و مواد شیمیایی است. نمک‌ها، کلریدها، آب دریا و سایر مواد شیمیایی تهاجمی می‌توانند باعث خرابی و ترک‌خوردگی بتن شوند. بتن باید در برابر این مواد نفوذناپذیر باشد و دارای دوام فیزیکی و دوام شیمیایی باشد.

۱. دوام فیزیکی(مقاوت بتن در برابر شرایط محیطی)

به مقاوت بتن در برابر شرایط محیطی دوام جسمی یا فیزیکی می‌گویند. بتن در صورت تغییر حجم در اثر عوامل مختلف مانند تغییرات دما، ترک می‌خورد.

سایش: مقاومت به سایش به‌عنوان توانایی یک سطح برای مقاومت در برابر فرسودگی در اثر اصطکاک گفته می‌شود. در بدترین حالت، سایش می‌تواند بتن را از عناصر سازه‌ای کاملاً فرسوده کند. در مورد بتن مسلح، سایش باعث کاهش پوشش بتن به فولاد تقویت‌کننده (میلگرد) می‌شود. این مشکل می‌تواند منجر به خوردگی (و درنتیجه ضعیف شدن میلگرد) شود زیرا آب و کلریدها به سمت فولاد تقویت‌کننده راه می‌یابند.

انجماد و ذوب: بتنی که در معرض عناصر مختلف قرار دارد باید در برابر اثرات چرخه‌های انجماد و ذوب مقاوم باشد. یخ ,حجم بیشتری از آب را اشغال می‌کند که باعث شکستگی‌ بتن و ایجاد ترک می‌شود. افزودن مواد شیمیایی ضد یخ‌زدگی در محیط‌های برفی تنها هنگام ورود کلرید باعث ترک‌خوردگی در بتن می‌شود. حفره هوا با تهیه جیب‌های میکروسکوپی برای از بین بردن فشار داخلی و ایجاد محفظه‌های کوچک برای گسترش آب در هنگام یخ زدن، دوام فیزیکی بتن را بهبود می‌بخشد.

باران و رطوبت: رطوبت و شرایط محیطی بر سطح pH بتن که به کربناسیون معروف است تأثیر می‌گذارد. بااینکه کربناسیون مستقیماً به بتن آسیب نمی‌رساند، اما تشکیل کربنات کلسیم منجر به از بین رفتن محیط بتن قلیایی برای میلگردها می‌شود. این باعث می‌شود خوردگی فولاد تقویت شود که آسیب جدی به سازه وارد می‌کند.

۲. دوام شیمیایی(واکنش قلیایی-مواد شیمیایی-کلرید و فولاد-سولفات‌ها)

واکنش قلیایی – سیلیس: یک واکنش گسترده بین مواد شیمیایی موجود در مخلوط‌های بتنی است که در آن سیلیس در مواد دانه‌ای با قلیایی‌های پتاسیم و سدیم موجود در خمیر سیمان واکنش می‌دهد. هنگامی‌که این واکنش رخ می‌دهد، ممکن است انبساط ایجاد کند که منجر به ایجاد شبکه ترک، جوش خوردن اتصالات و حرکت قسمت‌های خاصی از یک ساختار می‌شود.

مواد شیمیایی: بتن در برابر اکثر محیط‌های طبیعی و بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است. بااین‌حال، برخی از مواد شیمیایی می‌توانند باعث خرابی بتن شوند. بتن بانفوذ پذیری کم در برابر مواد شیمیایی مقاومت بیشتری دارد.

کلرید و فولاد: کلریدهای موجود در مواد شیمیایی ضد یخ می‌توانند به سمت فولاد تقویت‌کننده راه پیدا کنند. واکنش‌های شیمیایی بین کلریدها و فولاد فرآیند خوردگی را ایجاد می‌کند که می‌تواند آسیب قابل‌توجهی به بتن سازه‌ای وارد کند. پوشش‌های عرشه، تیمارهای سطح و به‌ویژه فولاد تقویت‌کننده پوشش می‌تواند به محافظت بتن پل در برابر خوردگی ناشی از کلریدها کمک کند.

سولفات‌ها: سولفات‌ها در آب‌وخاک می‌توانند به بتن حمله کرده و باعث آسیب شوند. سولفات‌ها به ترکیبات موجود در بتن سخت شده واکنش نشان می‌دهند که می‌تواند باعث ایجاد فشار و درنهایت منجر به تجزیه شود. بتن مورداستفاده در محیط‌های سنگین سولفات باید به‌طور خاص فرموله شود تا در برابر اثرات آن‌ها مقاومت کند.

۴ علت اصلی خرابی‌ بتن

  1. مکانیکی: بیشتر خرابی‌های مکانیکی به دلیل تأثیرات فیزیکی مانند برخورد رخ می‌دهد. ارتعاشات، اضافه‌بار و سایر حرکات نیز می‌توانند منجر به ترک خوردن و از بین رفتن کل بخشهای بتونی شوند.
  2. شیمیایی: اگرچه یک واکنش شیمیایی اولیه برای ایجاد یک بتن قابل‌حمل موردنیاز است، سایر واکنش‌های شیمیایی و آلودگی‌های حاصل از خاک مانند سولفات‌ها می‌توانند ماتریس سیمان را تضعیف کنند.
  3. آتش‌سوزی: گرمای بیش‌ازحد حاصل از آتش‌سوزی می‌تواند خصوصیات بتن را تغییر دهد. وقتی در معرض دمای شدید قرار بگیرید، مشکلاتی از قبیل انبساط و خراب شدن می‌تواند رخ دهد.
  4. خوردگی: وقتی بتن نتواند دربرابر مواردی مانند نمک‌های جاده، آب دریا و کلریدها مقاومت کند، میلگرد فولادی خورده می‌شود. ترک، پوشش کم، تخلخل و قلیایی کم نیز از دیگر دلایل محافظت ناکافی است.

دلایل فروریختن ساختمان‌های بتنی

ریزش سقف‌ها از پایه‌ها: درصورتی‌که تیرها به‌سادگی بر روی دیواره‌ها یا ستون‌ها قرار بگیرند، وقتی شدت زلزله از مقاومت اصطکاکی فراتر رود، لغزش ایجاد می‌شود و بارهای پشتیبانی ترک می‌خورند و سقوط می‌کنند، به‌ویژه اگر طول تحمل کوچک باشد.

دلایل فروریختن ساختمان‌های بتنی

 

سقوط دیوارهای پرشده: دیوارهای پانل پرکننده در بین ستون‌های بتن مسلح در صورت محکم نبودن یا اتصال با قاب‌ها، در خارج از چارچوب واژگون می‌شوند.

خراب شدن انتهای ستون: در هنگام لرزش شدید، انتهای ستون تحت تنش‌های فشاری خارج از مرکز قرار می‌گیرد که در زیر آن‌ها بتن خردشده و از سطوح خارجی بیرون می‌ریزد. در چرخه‌های مکرر، آسیب به سمت داخل پیش می‌رود. هر دو ستون عملاً به‌صورت پین رفتار می‌کند و کل چارچوب مانند مکانیزم خراب می‌شود.

تاثیر ستون کوتاه: وقتی دیواره‌های پر از منافذ باز به ستون‌ها متصل می‌شوند، بخش‌هایی از ستون‌ها که تحت بارهای لرزه‌ای جانبی تغییر شکل می‌دهند، در مقایسه با قد طبیعی آن‌ها بسیار کوتاه می‌شوند. این ستون‌های کوتاه بسیار سخت‌تر از ستون‌های دیگر می‌شوند و نیروهای برشی بسیار بزرگ‌تری را جذب می‌کنند که ممکن است منجر به خرابی ستون شود.

ترک‌خوردگی مورب در ستون‌ها: به دلیل لرزش شدید زمین، ستون‌ها دچار ترک‌خوردگی مورب می‌شوند. اگر ساختمان نیز تحت عمل پیچش قرار گیرد، ممکن است شکاف به‌صورت مارپیچ درآید که ظرفیت بار ستون‌ها را به‌شدت کاهش می دهد.

ترک‌خوردگی مورب اتصال تیرستون: بسیاری از اوقات ترک‌خوردگی مورب از طریق اتصال ستون‌ها با تیرها رخ می‌دهد که مقاومت قاب را به‌طورجدی مختل می‌کند.

بیرون ریختن بتن از میلگردهای تقویتی: در مواردی که طول لنگر میله‌های ستون یا همپوشانی بین میله‌های طولی برای ایجاد مقاومت کششی کامل میله کافی نباشد، اغلب به دلیل تنش‌های ایجادشده در ستون تحت وارونگی تنش‌ها کشیده می‌شوند.

کج شدن پایه: غرق شدن یا کج شدن پایه ستون‌ها به دلیل لرزش زمین‌لرزه در خاک‌های نرم و سست رخ می‌دهد و می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی شدید بنا و حتی فروریختن شود.

روش‌های آزمایش مقاومت فشاری بتن

تست چکش برگشتی (رهاسازی فنر برای فعال کردن چکش)

از مکانیزم رهاسازی فنر برای فعال کردن چکش استفاده می‌شود که در پیست قرار می‌گیرد تا به سطح بتن برود. فاصله برگشت از چکش تا سطح بتن از ۱۰ تا ۱۰۰ داده می‌شود. سپس این اندازه‌گیری با مقاومت بتن در ارتباط است.

نکات مثبت: استفاده از آن نسبتاً آسان است و می‌توان آن را مستقیماً در محل انجام داد.

آزمایش تست مقاومت به نفوذ

برای تکمیل آزمایش مقاومت به نفوذ، دستگاهی یک پین یا کاوشگر کوچک را به سطح بتن هدایت می‌کند. نیرویی که برای نفوذ به سطح و عمق سوراخ استفاده می‌شود با مقاومت بتن درجا ارتباط دارد.

نکات مثبت: استفاده از آن نسبتاً آسان است و می‌توان آن را مستقیماً در محل انجام داد.

تست سرعت پالس اولتراسونیک

این تکنیک سرعت یک پالس انرژی ارتعاشی را از طریق یک دال تعیین می‌کند. سهولت این انرژی در میان دال، اندازه‌گیری‌هایی در مورد کشش بتن، مقاومت در برابر تغییر شکل یا تنش و چگالی ارائه می‌دهد. سپس این داده‌ها با مقاومت دال مرتبط می‌شوند.

نکات مثبت: این‌یک روش آزمایش غیر مخرب است که می‌تواند برای شناسایی نقایص داخل بتن، مانند ترک و لانه‌زنبوری نیز استفاده شود.

تست کشش بتن(کشیدن بتن با استفاده از یک میله فلزی)

اصلی‌ترین عامل انجام این آزمایش کشیدن بتن با استفاده از یک میله فلزی است که در جای خود ریخته شده یا پس از نصب در بتن ساخته‌شده است. شکل مخروطی کشیده شده، در ترکیب با نیروی موردنیاز برای کشیدن بتن، با مقاومت فشاری ارتباط دارد.

نکات مثبت: استفاده از آن آسان است و هم در ساخت های جدید و هم در ساختمان‌های قدیمی قابل‌اجرا است.

نکات منفی: این آزمایش شامل خرد شدن یا آسیب رساندن بتن است. برای نتایج دقیق، تعداد زیادی نمونه آزمایش در مکان‌های مختلف دال موردنیاز است.

تست سیلندرهای ریخته‌گری شده

قالب‌های سیلندر در محل ریختن قرار می‌گیرند. بتن تازه در این قالب‌ها ریخته می‌شود و در دال باقی می‌مانند. پس از سخت شدن، این نمونه‌ها برداشته و برای مقاومت فشرده می‌شوند.

نکات مثبت: نسبت به نمونه‌های مزرعه دقیق‌تر در نظر گرفته می‌شود زیرا بتن برخلاف نمونه‌های مزرعه‌ای تحت شرایط پخت همان ورق درجا قرار می‌گیرد.

نکات منفی‌: این‌یک تکنیک مخرب است که نیاز به آسیب رساندن به یکپارچگی ساختاری دال دارد. پس‌ازآن باید محل سوراخ‌ها ترمیم شود. برای به دست آوردن داده‌های قدرت باید از آزمایشگاه استفاده شود.

آزمایش هسته سوراخ شده (هسته مته)

از مته هسته‌ای برای استخراج بتن سخت شده از دال استفاده می‌شود. سپس این نمونه‌ها در ماشین فشرده می‌شوند تا مقاومت بتن را کنترل کنند.

نکات منفی‌: این‌یک تکنیک مخرب است که نیاز به آسیب رساندن به یکپارچگی ساختاری دال دارد. پس‌ازآن باید محل هسته‌ها ترمیم شود. برای به دست آوردن داده‌های قدرت باید از آزمایشگاه استفاده شود.

سنسور بلوغ بتن (بلوغ بی‌سیم)

این روش بر این اصل استوار است که مقاومت بتن ارتباط مستقیمی با تاریخ دمای هیدراتاسیون دارد. سنسورهای بی‌سیم قبل از ریختن درون قالب بتنی قرار می‌گیرند و روی میلگرد محکم میشوند. داده‌های دما توسط حسگر جمع‌آوری‌شده و با استفاده از اتصال بی‌سیم در هر دستگاه هوشمند درون برنامه بارگذاری می‌شود. این اطلاعات برای محاسبه مقاومت فشاری عنصر بتن درجا بر اساس معادله بلوغ تنظیم‌شده در برنامه استفاده می‌شوند.

نکات مثبت: داده‌های مقاومت فشاری در زمان واقعی ارائه می‌شوند و هر ۱۵ دقیقه به‌روز می‌شوند. درنتیجه، داده‌ها دقیق‌تر و قابل‌اطمینان‌تر تلقی می‌شوند زیرا سنسورها مستقیماً در قالب قرار می‌گیرند، بدین معنی که تحت شرایط پخت همان عنصر بتن درجا هستند.

نکات منفی: برای ایجاد یک منحنی بلوغ، هر مخلوط بتن نیاز به کالیبراسیون یک‌بارمصرف دارد.

سنسور بلوغ بتن (بلوغ بی‌سیم)

 

اشتباهات رایج در بتن ریزی

  1. پخت نامناسب بتن
  2. تراکم بتن ضعیف
  3. تفکیک بتن
  4. قرارگیری نادرست میلگرد فولادی
  5. نشت بتن در قالب بد
  6. اتصالات ساختمانی نادرست
  7. بتن با محتوای آب بالا
  8. استفاده از تقویت‌کننده‌های ضعیف
  9. نادیده گرفتن مسائل زهکشی

برای طراحی داخلی، طراحی نقشه و طراحی نما ساختمان می توانید سفارش خود را به صورت آنلاین در سایت ما ثبت کنید!

 

 

بیشترین ها
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

توسط
تومان