بررسی عملکرد 17 نوع بتن (خواص مکانیکی ، دوام و مقاومت فشاری)

مقدمه: انواع بتن را می توان از جهات مختلف بررسی نمود. مثلا تقسیم بندی براساس مقاومت فشاری، خواص کارایی و … در ادامه یکی از جامع ترین تقسیم بندی های بتن آورده شده است که انواع بتن متناسب با نوع کاربردشان تقسیم بندی شده اند. هر کدام از این بتن ها خواص و کاربردهای مخصوص به خود را دارند که در ادامه به آن خواهیم پرداخت. یکی از ویژگی های مهم بتن که باعث گسترده تر شدن دامنه کاربرد آن شده است، وجود انواع مختلفی از آن است که هر کدام برای شرایط کاری و نیازهای متفاوتی مناسب هستند.
سازه بتنی

انواع بتن

 

مطالعات انجام شده در زمینه بتن منجر به تولید انواع بتن شده است که عملکرد و پایداری فوق العاده ای را در شرایط مختلف از خود نشان می دهند.
انواع مختلفی از بتن وجود دارند که براساس مصالح به کار رفته، طرح اختلاط، روش ساخت، محل کاربرد، نوع واکنش هیدراتسیون و … از یکدیگر متمایز می شوند. در ادامه تلاش شده است تا تقریبا تمام بتن های موجود در حال حاضر توضیح داده شوند که شامل موارد زیر می باشند:
بتن آماده – بتن سبک – بتن آلوچه – بتن الیافی – بتن پلیمری – بتن با چگالی بالا – بتن پیش تنیده – بتن پیش ساخته – بتن کنترل شده – بتن خود ترمیم شونده – بتن (RCC) خاکستر بادی – بتن دوده – یلیسی – بتن خود متراکم – بتن شفاف- روکش بتنی بتن زنده – بتن خود تمیز شونده – بتن مکیده

 

انواع بتن

 

1- بتن آماده:

بتن آماده نوع خاصی از بتن است که در کارخانه های مخلوط آماده، تهیه و به محل ساخت و ساز حمل می شود.

بتن آماده از کیفیت خوبی برخوردار است زیرا تحت کنترل و با کیفیت خوب تهیه می شود و محتوای سیمان، سنگدانه (ریز و درشت) و آب نیز مطابق با طرح مخلوط بتن مشخص است.

بتن آماده در رده های مقاومتی مختلف تولید می شود.

بتن آماده در بچینگ کارخانه تولید و سپس توسط تراک میکسربه محل بتن ریزی حمل می شود و در آنجا توسط پمپ بتن (زمینی یا هوایی) تخلیه می شود.

 

بتن ریزی بتن آماده


2- بتن سبک:

بتن سبک نوع خاصی از بتن است که در مقایسه با بتن های دیگر وزن و چگالی کمتری دارد.

چگالی بتن معمولی 2300 الی 2400 کیلوگرم بر متر مکعب است. اما بتن سبک دارای چگالی 400 تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب است.

بتن سبک را می توان به سه روش اصلی تهیه کرد:

• بتن سبک با استفاده از سنگدانه سبک

• بتن سبک با وارد کردن حباب هوا (بتن هوادهی)

• بتن سبک با حذف سنگدانه های ریز (بتن بدون ریزدانه)

بتن سبک


خواص بتن سبک:

 

تراکم ساخت: چگالی بتن سبک 400 تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب است. بتن سبک با چگالی کم به عنوان ماده عایق حرارتی در ساختمان استفاده می شود که در آن بتن سبک با چگالی بالا به عنوان بلوک سازه در ساختمان استفاده می شود.
مقاومت فشاری: مقاومت فشاری بتن سبک از نظر چگالی نسبتاً N/mm2 زیاد است. با افزایش چگالی، مقاومت فشاری از 2.05 N/mm به 2.35 N/mm افزایش می یابد.
استحکام کششی: مقاومت کششی آن 15 تا 20 درصد مقاومت فشاری آن است.
عایق حرارتی: عایق حرارتی بتن سبک سه تا شش برابر بیشتر از آجر و ده برابر بیشتر از بتن است.
مقاوم در برابر آتش: بتن سبک از مقاومت بسیار خوبی در برابر آتش سوزی برخوردار است و به دلیل رسانایی حرارتی کم می توان ساختمان را از اثرات آتش محافظت کرد.
قابلیت تعمیر: بتن سبک را می توان به راحتی شکست، برش داد، شل کرد. بنابراین ساخت و ساز را می توان به راحتی تعمیر کرد.
ماندگاری: به دلیل تخلخل و قلیائیت کم بتن سبک، آهن را در برابر خوردگی محافظت نمی کند . بنابراین، برای محافظت از آهن در برابر خوردگی، پردازش خاصی مورد نیاز است.

 

انواع بتن سبک:

• وزن سبک بتن سنگدانه
• بتن هوادهی یا بتن سلولی
•  بتن بدون ریز دانه


2-1- بتن سبک سنگدانه:

• این نوع بتن خاص با استفاده از سنگدانه سبک به جای سنگدانه با وزن معمولی ساخته می شود.
• سنگدانه های مختلف سبک وزن در جدول نشان داده شده است.
• مقاومت فشاری این بتن از 0.5 نیوتن بر میلی متر مربع تا 35 نیوتن بر میلی متر مربع است.
ماسه طبیعی (گرد گوشه) برای بهبود کارایی، استحکام و آب مورد نیاز بتن سبک اضافه می شود تا اطمینان حاصل شود که بتن در طول اختلاط جدا نمی شود.
سنگدانه های سبک باعث افزایش جذب آب می شوند. بنابراین سنگدانه ها را می توان با ترکیبات سیلیکونی پوشاند که جذب آب را کاهش می دهد.
سنگدانه را می توان با قیر نیز پوشش داد، اما پوشش قیر باعث کاهش پیوند بین سنگدانه و خمیر می شود.
پوشش بتنی بیشتر از بتن معمولی برای جلوگیری از خوردگی آهن ارائه می شود.

مقایسه سنگدانه های مصنوعی سبک با سنگدانه های طبیعی با وزن سبک


2-2. بتن سلولی یا بتن هوادهی یا فوم بتن:

 

بتن سلولی نوع خاصی از بتن است که با وارد کردن حباب های هوا یا گاز در بتن ساخته می شود.
بتن سلولی را می توان به روش های مختلف به شرح زیر ساخت:
• با تولید گاز در بتن با فرآیند شیمیایی.
• افزودن فوم به بتن
• افزودن پودر فلز به بتن
پودر آلومینیوم ( 0.2 درصد وزن سیمان) معمولاً به عنوان پودر فلز استفاده می شود، پودر فلز ترکیب شده با هیدروکسید کلسیم که در فرآیند هیدراتاسیون تولید می شود. این ترکیب باعث تولید گاز هیدروژن در بتن می شود.
برای بتن سلولی از پراکسید هیدروژن و پودر سفید کننده نیز استفاده می شود.

بتن سلولی یا بتن هوادهی یا فوم بتن


2-3. بتن بدون ریز دانه:

 

در این نوع بتن خاص از سنگدانه های ریز استفاده نمی شود، فقط سنگدانه های درشت، سیمان و آب برای ساخت بتن بدون ریز مخلوط می شوند.
•ذرات کوچکتر از 12 میلی متر در بتن استفاده نمی شود.
•بیشتر از سنگدانه های تک سایز استفاده می شود که از الک 20 میلی متری عبور کرده و در الک 10 میلی متری متوقف می شود.

 

بتن بدون ریز دانه

 

•سنگدانه های تک سایز دارای تخلخل بیشتری هستند که باعث کاهش وزن بتن می شود.
•نسبت سنگدانه به سیمان در بتن بدون ریز دانه معمولاً از 1:6 تا 1:10 حفظ می شود.
•مقاومت بتن بدون ریز دانه به نسبت آب به سیمان، نسبت سنگدانه به سیمان و چگالی بتن بستگی دارد.
•نسبت آب سیمان از 0.38 تا 0.52 نگه داشته می شود.
•چگالی آن 1600 کیلوگرم بر متر مکعب است تا 1900 کیلوگرم بر متر مکعب اگر از سنگدانه معمولی در بتن ریز دانه استفاده نشود، اما چگالی آن در صورت استفاده از سنگدانه سبک 400 کیلوگرم بر متر مکعب است.
•مقاومت فشاری بتن بدون ریز بین N/mm2 1.4 تا N/mm2 14 است.
•هیچ بتن ریز استحکام باند بسیار کمی ندارد. از این رو نمی توان از آن در کار RCC استفاده کرد. اما در صورت نیاز به استفاده از این بتن در کارهای RCC، میله آهنی با فرآیند دانه بندی سیمان می شود.

 

مزایای بتن سبک:

از مزایای بتن سبک می توان به موارد زیر اشاره کرد:
•با کاهش بار مرده ساختمان، سطح مقطع ساختمان کوچکتر می شود تا ساخت و ساز به صرفه شود.
•با کاهش وزن ساختمان، عمق و سطح مقطع پی کاهش می یابد.
•ساخت و ساز سرعت می گیرد، هزینه حمل و نقل کاهش می یابد.
•قالب باید وزن/فشار نسبتاً کمی را تحمل کند.
•رسانایی حرارتی این بتن بیشتر از بتن معمولی است. بنابراین، در جایی که قرار است از تهویه مطبوع استفاده شود، آب و هوای خوب و مصرف برق کم می دهد.
•بتن سبک را می توان به راحتی میخ زد، به راحتی برش داد و به راحتی تعمیر کرد.
•استفاده از بتن سبک باعث افزایش استفاده از ضایعات صنعتی مانند کلینکر، خاکستر بادی، سرباره و غیره می شود.

 

3.بتن آلوچه:

بتن آلوچه برای بتن انبوه با استفاده از سنگدانه بزرگ با اندازه حداکثر 300 میلی متر (به نام آلو) ساخته می شود.
•در بتن آلوچه ای، حجم سنگدانه مشابه 20 تا 30 درصد حجم بتن نگهداری می شود.
•به بتن آلوچه بتن سیلوپی نیز گفته می شود.

 

فرآیند بتن ریزی آلو :

•در طول بتن ریزی، اولین لایه بتن ریخته می شود.
•سپس آلوها را روی آن پهن می کنند.
•دوباره یک لایه بتن روی آن گذاشته می شود.
•بنابراین، یکی پس از دیگری از بتن و آلو می آید.
•از آنجایی که بتن نسبتاً خشک و سخت است، از نوعی ویبراتورهای خاص برای تراکم کافی استفاده می شود.
گرمای هیدراتاسیون زیادی با انجام بتن ریزی تولید می شود.
بتن ریزی در ارتفاعات کوتاه (1.0 تا 15 میلیمتر) به صورت مرحله ای انجام می شود و پس از هر بار بتن ریزی یک دوره چند روزه وقفه داده می شود تا گرمای هیدراتاسیون کامل از بین برود.
برای کاهش حرارت ایجاد شده در بتن ریزی باید از سیمان با حرارت کم استفاده کرد.
حرارت بالا را می توان با چیدمان لوله هایی در بتن و حمل آب سرد در آنها بدست آورد.

 

    4- بتن الیافی:

    بتن الیافی نوع خاصی از بتن است که از اختلاط بتن با الیاف اضافی تهیه می شود. الیاف فولادی، الیاف شیشه، الیاف گیاهی، پلی پروپیلن، نایلون و غیره مورد استفاده در بتن.
    •بتن ساده دارای مقاومت کششی بسیار کم و همچنین شکل پذیری و مقاومت در برابر ترک است.
    •اگر الیاف کوچک در چنین بتنی مخلوط شود، مقاومت کششی آن بسیار افزایش می یابد. به چنین بتن هایی بتن مسلح با الیاف می گویند.
    •الیاف اضافه شده به بتن با پیچیدن دور سنگدانه ، کارایی بتن را کاهش می دهد . با این حال، مخلوط های بتن منسجم تر م یشوند و کمتر احتمال دارد که جدا شوند.
    •در این نوع بتن از انواع مختلف الیاف استفاده می شود مانند:
    فولاد، شیشه، پلی پروپیلن، نایلون، آزبست،کربن و غیره.این الیاف ها گرد یا مسطح هستند.

    •نسبت تصویر = طول فیبر/قطر برای الیاف بسیار مهم است که حدود 30 تا 150 است.

     

    بتن الیافی

     

    الیاف را می توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد:

     

    مقایسه الیاف نفوذ نرم با الیاف نفوذ سخت

     

    الیاف فولادی نسبت به الیاف نایلون و پلی پروپیلن استحکام بیشتری دارند. الیاف فولادی گرد معمولاً با قطر 0.25 تا 0.75 میلی متر استفاده می شود.
    الیاف فولادی مقاومت خمشی، ضربه ای و خستگی بتن را افزایش می دهد . الیاف فولادی از 1.0 تا ٪ 2.5 متغیر است.
    عمدتاً برای بزرگراه )SFRC( بتن بارانی دارای الیاف فولادی ها، پوشش های تونل، ریل های پل، پایه های هیدرولیک، ساختمان های مقاوم در برابر زلزله، پوشش های ناودان، تعمیرات و غیره استفاده می شود.
    بتن بارانی با الیاف فولادی دارای مقاومت ضربه ای 8 تا 10 برابر بیشتر از بتن معمولی است. در حالی که مقاومت کششی دو برابر می شود.

     

    عوامل موثر بر خواص بتن الیافی:

    نوع فیبر:
    مدول الاستیسیته الیاف باید بیشتر از مدول الاستیسیته ماتریس باشد. به طوری که تنش ها می توانند به طور موثر بین ماتریس و الیاف منتقل شوند.

    اندازه فیبر:
    با افزایش اندازه الیاف در بتن، مقاومت بتن در برابر ضربه افزایش می یابد. اما اگر مقدار الیاف از % 2 بیشتر شود، بتن سخت می شود و جداشدگی صورت می گیرد.

    نسبت تصویر:
    اگر نسبت ابعاد الیاف تا 75 باشد، استحکام کششی و مقاومت ضربه افزایش می یابد، اما اگر نسبت صفحه از 75 بیشتر شود، مقاومت کششی و مقاومت ضربه کاهش می یابد.

    قرار دادن الیاف:
    اگر الیاف در جهت نیروی اعمالی قرار گیرند، استحکام کششی و مقاومت در برابر ضربه بیشتر می شود.

    اندازه سنگدانه درشت:
    اگر اندازه سنگدانه درشت از 10 میلی متر بیشتر شود، مقاومت بتن کاهش می یابد.

     

      5- بتن پلیمری:

      بتن معمولی متخلخل است بنابراین مقاومت آن کم است.
      افزودن پلیمر یا مونومر به بتن معمولی باعث کاهش تخلخل و افزایش مقاومت آن می شود.

      چهار نوع بتن پلیمری وجود دارد:
      • بتن آغشته به پلیمر (PIC)
      • بتن سیمانی پلیمری (PCC)
      • بتن پلیمری (PC)
      •بتن پلیمری نیمه اشباع شده و روکش سطحی.

       

        6- بتن با چگالی بالا:

         

        چگالی بتن معمولی 2400 کیلوگرم بر متر مکعب است، اما چگالی بتن با چگالی بالا 3300 کیلوگرم بر متر مکعب تا 5500 کیلوگرم بر متر مکعب است
        سنگدانه های معمولی مورد استفاده در بتن دارای چگالی 2.6 می باشد. اما سنگدانه های طبیعی و مصنوعی با چگالی حدود 4.0 موجود است.

        • بتن با چگالی بالا با شکستن سنگ های مگنتیت یا هماتیت یا باریت حاوی آهن سنگین و استفاده از سنگدانه های طبیعی به عنوان سنگدانه های مناسب و سنگدانه های ریز با عیار مناسب به وجود می آید. از این رو تراکم بتن 3500 کیلوگرم بر متر مکعب است.
        • اگر از شات های آهن هم بر روی سنگدانه درشت و هم بر روی سنگدانه ریز استفاده شود. چگالی بتن حاصل تا 5500 کیلوگرم بر متر مکعب است.
        • مقاومت فشاری این گونه بتن 20 تا 21 نیوتن بر میلی متر مربع است.
        • نسبت سنگدانه های به سیمان از 5:1 به 9:1 و نسبت آب به سیمان 0.5 نگه داشته می شود.

        موارد استفاده از بتن با چگالی بالا:
        در ساخت بتن سنگین به جای شن و ماسه از خرده های فولاد و چدن و یا سولفات باریم استفاده می شود. کاربرد این گونه بتن برای جلوگیری از تشعشع اشعه X و گاما بوده و اصولا مربوط به تاسیسات اتمی و یا هرجا که امکان تشعشعات رادیواکتیو باشد، ازاینگونه بتن استفاده می شود.
        شایان ذکر است وزن مخصوص بتن سنگین 1.5 تا 2.5 برابر وزن مخصوص بتن معمولی است.

         

          7- بتن پیش تنیده:

           

          بتن پیش تنیده به معنای ایجاد نیرو یا لنگر از پیش محاسبه شده به عضو سازه است، به طوری که عضو در معرض بارهای خارجی قرار می گیرد، تنش حاصل از نیرو یا لنگر در محدوده تعیین شده خود باقی می ماند.
          بتن پیش تنیده ساده نوعی بتن خاص است که در آن میله آرماتور قبل از قرار گرفتن در بتن کشیده می شود.

           

          بتن پیش تنیده

           

          مزایای بتن پیش تنیده:

          • می توان از ترک تنش جلوگیری کرد.
          • فولاد خوردگی نمی کند.
          •اندازه بخش پیش تنیدگی کوچکتر از اندازه بخش RCC است.
          •وزن سازه کاهش می یابد که در نتیجه هزینه پی کاهش می یابد.
          •چنین بتن مقاومت خوبی در برابر ضربه و خستگی ایجاد می کند.
          •ظرفیت بار زنده تیر افزایش می یابد.
          •چنین بتن برای چاه های نفت و نیروگاه های هسته ای مفید است.

           

          معایب بتن پیش تنیده:

          •به بتن با عیار بالا (حداقل M30)نیاز دارد.
          •فولاد با درجه بالا مورد نیاز است.
          •کنترل کیفیت خوب مورد نیاز است.
          •قالب پیچیده است.
          •هزینه های نیروی کار بالا می رود.

           

          انواع پیش تنیدگی:

          •پیش کشش
          •پس کشیدگی

          پیش کشش:

          •در این روش ابتدا قالب تهیه می شود و سیم ها (کابل ها) در آن چیده می شوند.
          •کابل ها با کشیدن در دو انتها بسته می شوند.
          •سپس بتن ریزی انجام می شود.
          •هنگامی که بتن سخت شد، کابل ها از دو انتها بریده می شوند. به طوری که کابل ها سعی می کنند کوتاهتر شوند و فشاری در بتن ایجاد شود.

          •پس کشیدگی:

          •در این روش لوله های پلی (مجرای) از پروفیل در جای مناسب در قالب چیده می شوند.
          •سپس بتن ریزی انجام می شود.
          •هنگامی که بتن سخت شد، کابل از یک لوله عبور داده می شود و به یک انتها کشیده می شود.
          •بنابراین، در پیش تنیدگی، کابل قبل از سخت شدن بتن کشیده می شود، در حالی که در پس تنیدگی، کابل پس از سخت شدن بتن کشیده می شود.

           

          8.بتن پیش ساخته:

           

          اجزای مختلف بتن قبل از استفاده در سازه ریخته شده، خشک شده و سپس در سازه مورد استفاده قرار می گیرد. به این بتن بتن پیش ساخته گفته می شود.

          بتن پیش ساخته

           

          واحدهای مختلف پیش ساخته به شرح زیر است:
          •بلوک های بتنی سخت
          •بلوک های بتنی توخالی
          •لوله های بتنی مقاوم
          •تیرها و تیرچه ها
          •ستون ها
          •دال کف و سقف
          •لنگه
          •قاب در/پنجره
          •هواکش ها
          چنین واحدهای پیش ساخته در نزدیکی محل پروژه تولید و سپس در محل پروژه نصب می شوند.

           

          مزایای بتن پیش ساخته:

          •کنترل کیفیت با دقت بیشتری انجام می شود.
          •سطح صاف به دست می آید.
          •اجزای بتنی مانند ماسه، شن، سیمان نیازی به حمل و نگهداری در محل ندارند.
          •حتی در آب و هوای بد، واحدهای پیش ساخته می توانند ریخته گری شوند.
          •ساخت و ساز را می توان به سرعت انجام داد.

           

          معایب بتن پیش ساخته:

          •نوع خاصی از تجهیزات برای جابجایی، حمل و نقل و بلند کردن واحدهای پیش ساخته مورد نیاز است.
          •صنعتگران و نیروی کار ماهر مورد نیاز است.
          •بسیاری از واحدهای پیش ساخته در حین جابجایی و حمل و نقل خراب می شوند.
          •همچنین مونتاژ اجزای مختلف دشوار است.

           

          9.بتن کنترل شده:

           

          بتن کنترل شده به انواع خاصی از بتن گفته می شود که تحت کنترل کیفی خوب و با در نظر گرفتن مقاومت طراحی، کارایی و دوام بتن تهیه می شود.
          •بتن کنترل شده به عنوان مخلوط طراحی نیز نامیده می شود.
          •برای بتن کنترل شده، مخلوط های مختلفی با استفاده از روش طراحی پیشنهادی اول در آزمایشگاه تهیه و آزمایش می شود.
          •نسبت سنگدانه درشت و ریزدانه و دانه بندی، محتوای آب، نسبت سیمان، کارایی و ظرفیت مورد نیاز در این مخلوط تعیین می شود.
          • نمونه های تهیه شده به این روش،در آزمایشگاه آزمایش می شوند.
          • در صورت اصلاح طرح، مجددا نمونه برداری و آزمایش می شود.
          • به این ترتیب ترکیب طراحی آماده می شود.


          مقاومت بتن موجود در آزمایشگاه و مقاومت در محل به شرح زیر مقایسه می شود:


          Ft = Fck + K. S
          جایی که،
          • قدرت میانگین هدف =Ft
          • قدرت مشخصه =Fck
          • ثابت = K
          • انحراف استاندارد = S

           

          10 .بتن خود درمانی

           

          بتن خود ترمیم شونده به انواع خاصی از بتن اطلاق می شود که قابلیت ترمیم خود را دارد و موقعیت اولیه خود را به دست می آورد یا به موقعیت قبلی خود بازمی گردد، در اثر تماس آب یا هوا با سیمان هیدراته نشده، هیدراتاسیون بیشتری رخ می دهد.
          بتن خود ترمیم شونده با تولید کریستال های کربنات کلسیم، ریزترک ها و منافذ بتن را مسدود می کند و به ترمیم ترک ها کمک می کند.
          باکتری های B. Spharicus و B. Pasteurii، Bacillus subtilis و غیره به عنوان عامل خود ترمیمی در بتن استفاده می شوند

          بتن خود درمانی

           

            11- بتن خاکستر بادی:

             

            بتن خاکستر بادی، نوع خاصی از بتن است که از اختلاط اجزای بتن با خاکستر بادی تهیه می شود. خاکستر بادی عموماً از نیروگاه ها به دست می آید که از زغال سنگ تولید می شود.
            به طور کلی خاکستر بادی در بتن به منظور افزایش کارایی بتن و همچنین کاهش محتوای سیمان در بتن استفاده می شود.
            طبق استاندارد IS: 456-2000 خاکستر بادی در بتن تا 35 درصد با جایگزینی سیمان پرتلند معمولی مجاز است.

             

            بتن خاکستر بادی

             

            12 . بتن دوده سیلیسی:

             

            بتن دوده سیلیسی

            بتن دوده سیلیس نوعی بتن خاص است که از اختلاط اجزای بتن با دوده سیلیس تهیه می شود. دوده سیلیس محصول جانبی سیلیس است. سیلیس همچنین به عنوان ماده پوزولانی در بتن عمل می کند و بر مقاومت بتن نیز تأثیر می گذارد.

            مزایای افزودن دوده سیلیس به بتن:

            • به عنوان بخشی از سیمان (% 10 0) استفاده کنید.
            • ساخت بتن با مقاومت فوق العاده بالا (مقاومت 70 تا 120 مگاپاسکال).
            • برای کنترل واکنش قلیایی مخلوط.
            • استحکام اولیه خاکستر بادی و سیمان سرباره را افزایش دهید
            • برای سرکوب حمله سولفات

             

            13 . بتن خود متراکم:

             

            بتن خود متراکم

            بتن خود تراکم نوع خاصی از بتن است که تحت وزن خود جریان یافته و فضای قالب را بدون نیاز به لرزش مکانیکی پر می کند. که به بتن جاری نیز معروف است.
            بتن خود متراکم در مواردی استفاده می شود که تراکم بتن توسط دستگاه های مختلف ارتعاشی مکانیکی دشوار باشد.

             

            14 . بتن شفاف (لیتراکن)

             

            ویل ویتینگ یکی از مدرسان دانشگاه دیترویت موفق شد با ترکیب کردن ماسه، سیمان سفید و سیلیکا سفید نوعی خمیر را بدست آورد که در مقایسه با سایر مخلوط های استاندارد، ضخامت کمتری داشته باشد. او نوارهای کوتاه پشم شیشه را به منظور تقویت مخلوط، به آن اضافه کرد. او نازک ترین پنلی را که توانست بوجود بیاورد تنها قادر به عبور یک درصد از نور خورشید بود.
            پس از آن یکسری آزمایشات بر روی این محصول انجام گرفت که نشان می داد مقاومت کافی در برابر تحمل باد و باران و همچنین وزن را ندارد، اما این ایده فراموش نشد و باز هم برای ساخت آن تلاش هایی صورت گرفت. سرانجام در سال ۲۰۰۱ آرون لاسونسزی، معمار مجارستانی بتنی را با نام لیتراکن اختراع کرد و در همان سال نیز به ثبت رسید.
            آرون لوسنری معمار ۲۷ ساله مجارستانی در سن ۲۷سالگی هنگامی که در کالج سلطنتی هنرهای زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود، بتن شفاف )لیتراکن( را کشف کرد و در سال ۲۰۰۴ شرکت خود را با نام لیتراکن تأسیس نمود. لیتراکن محصول منحصر به فردی است که امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید و پیشرفته با قابلیت های بالا مطرح شد ه است. این محصول از ترکیب ۹۶ % بتن معمولی ۴% فیبر تولید شده است.

            فیبر نوری در ساختار بتن شفاف

            فیبرهای نوری فیبرهایی هستند که معمولا از پلاستیک یا شیشه برای انتقال نور ساخته می شوند. این فیبرها رشته های قابل انعطافی به ضخامت قطر موی انسان می باشند. با استفاده از این تکنولوژی مقدار زیادی از اطلاعات می تواند در فواصل طولانی انتقال یابد.
            فیبرها به قدری کوچک هستند که یک ترکیب دانه بندی همگن را به وجود اورد هاند. هزاران فیبر نوری شیشه ای بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار م یگیرند و باعث عبور نور می شوند. این الیاف نوری با انعطاف پذیری زیادی هیچ گونه تأثیر منفی بر روی مقاومت کششی یا فشاری بتن ندارد. از زیبایی های بتن شفاف همرنگ بودن رنگ نور و سایه ایجاد شده است. پس اگر به بتن شفاف (لیتراکن) نور آبی بتابد سایه ایجاد شده آبی خواهد بود و تابش نور قرمز سایه قرمز ایجاد می کند. از نظر تئوری فیبرهای به کار رفته در لیتراکن قادر به انتقال نور در بتنی به ضخامتی حدود ۲۰ متر است که در نوع خودش بسیار بی نظیر است.

            فیبر نوری در ساختار بتن شفاف

            موارد مصرف بتن شفاف

            1 – استفاده از بتن شفاف در دیوار

            به عنوان متداول ترین حالت ممکن، بتن شفاف می تواند در ساختن دیوار ها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد که استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. به خاطر استحکام زیاد این ماده، می توان از آن برای ساختن دیوارهای باربر هم استفاده کرد.

            استفاده از بتن شفاف در دیوار

             

            2 – استفاده از بتن شفاف (لیتراکن) در کفپوش

            یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از بتن شفاف در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این کف پوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب، بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب، شروع به درخشش می کنند.

             

            استفاده از بتن شفاف (لیتراکن) در کفپوش

             

            3 – استفاده از بتن شفاف (لیتراکن) در طراحی داخلی

            از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد. به صورتی که بتن از پشت نورپردازی شده باشد. همچنین می توان از نورهای رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد. در طراحی مبلمان و لوازم دکوری نیز می توان از بتن شفاف به زیبایی استفاده کرد.

             

            استفاده از بتن شفاف (لیتراکن) در طراحی داخلی

             

            4 – استفاده از بتن شفاف (لیتراکن) در بلوک های بتنی

            در صورت نیاز به مسلح کردن این بتن، شیار هایی در داخل آن تعبیه می شود. در حین ساختن دیوار ها، میلگرد ها به صورت عمودی یا افقی در این شیارها قرار می گیرد و فیبرهای اپتیکی (نوری) به خاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگردها دیده نمی شوند.

             

            استفاده از بتن شفاف (لیتراکن) در بلوک های بتنی

             

            5- لامپ های لایتراکیوب

            کاربرد این نوع بتن در لامپ های لایتراکیوب به این صورت است که بلوک های ساخته شده از بتن مکعبی روی یکدیگر قرار می گیرند و سپس یک منبع نور در وسط آن قرار داده می شود. در این صورت بتن شفاف نور را از خود عبور می دهد و سبب روشنایی می شود.

             

            لامپ های لایتراکیوب

             

            ساخت بتن شفاف

            برای تولید بتن شفاف ابتدا قالب مورد نظر را با یک لایه بتن پر می کنند، سپس لایه ای از فیبرهای نوری روی این لایه بتن قرار داده می شود. برای آن که فیبرها به بافت بتن نفوذ کنند در این مرحله، قالب ویبره شده و تحت فشار مکانیکی قرار می گیرد. به همین صورت این کار به طور منظم انجام می شود و لایه های بتن و فیبر نوری روی هم قرار گرفته و ویبره می شوند تا مخلوطی همگن ایجاد شود.

             

            نکات مهم در تولید بتن شفاف

            • فیبرهایی که برای این نوع بتن انتخاب می شوند باید از نظر چگالی با چگالی بتن همخوانی داشته باشند.
            • در تولید این نوع بتن حتماً باید چسبندگی لازم بین بتن و فیبرها ایجاد شود. بدین منظور می توان از افزودنی های منبسط کننده برای پرهیز از جمع شدگی ناگهانی بتن استفاده نمود.
            • در طرح اختلاط بتن شفاف از ماسه کوارتزی استفاده می شود؛ زیرا این نوع ماده نه تنها مقاومت بتن را تامین می کند بلکه از تیره شدن بیش از حد آن نیز جلوگیری بعمل می آورد.
            • بتن مصرفی در تولید این بتن، بتن خود متراکم می باشد.
            • بتن مصرفی باید دارای دانه بندی ریز باشد؛ زیرا اگر بتن درشت دانه باشد فیبرهای نوری جا به جا خواهند شد و تراکم مورد نیاز حاصل نخواهد شد.
            • سیمان مورد نیاز برای این نوع بتن باید دارای عیار بالا باشد.
            • هدف استفاده از این نوع بتن بیشتر برای زیبایی است از این رو میزان مصرف سیمان در تولید آن بالا است. سیمان بیشتر کارایی و زیبایی بتن را افزایش می دهد.

            مشخصات تکنیکی بتن شفاف

            مشخصات بت نهای ساخته شده با روش فوق به شرح زیر می باشد:
            میزان فیبر حداکثر ۵ درصد کل بلوک
            عبور ۳ درصد نور تابیده از هر ۴ درصد کل فیبر موجود
            چگالی ۲۴۰۰ -۲۱۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب
            مقاومت فشاری 49 تا 56 مگاپاسکال
            مقاومت خمشی معادل ۷/۷ مگاپاسکال

            ویژگی های بتن شفاف

            • در تولید این بتن از فیبرهای شیشه استفاده می شود. این فیبرها از جنس شیشه هستند و سایز آن ها بسیار کوچک است، از این رو ترکیب آن ها با بتن محصولی جدید با ساختاری همگن ایجاد می کند.
            • انعطاف پذیری فیبرهای نوری بسیار بالاست و استفاده از آن ها در بتن بر مقاومت کششی و یا فشاری بتن تاثیری نخواهد داشت.
            • نور و سایه ای که در این بتن ها دیده می شود، یکنواخت و یک رنگ است.
            • هر نوری به این بتن ها تابیده شود همان نور با همان رنگ را نشان می دهند.
            • بتن لیتراکن در صنعت ساختمان هم به صورت انواع بلوک و هم به شکل پانل های پیش ساخته مورد استفاده قرار می گیرد.
            • این بتن برخلاف سایر بتن ها که تنها برای ساخت سازه و افزایش مقاومت آن به کار می روند، جنبه دکوراتیو نیز دارند و علاوه بر استحکام بالا، به زیبایی ساختمان نیز کمک شایانی می کنند.
            • نورپردازی یکی از فاکتورهای مهم در معماری است و بتن لیتراکن به راحتی می تواند این کار را انجام دهد.
            • بتن شفاف می تواند نور را تا بیست متر در سراسر بتن بدون اتلاف روشنایی انتقال دهد.
            • دیواری که با بتن شفاف ساخته می شود را می توان در هر ابعاد و ضخامتی ساخت.
            • هر چه از این محصول بیشتر در ساختمان استفاده شود، نیاز به نور کمتر و در نتیجه سبب کاهش هزینه های روشنایی می شود.
            • این بتن را می توان به عنوان دیوار باربر نیز استفاده کرد، در این صورت باید به صورت مسلح ساخته شود.

             

            بتن شفاف

             

            نقاط ضعف بتن (شفاف لیتراکن):

            • این محصول دارای قیمت بالایی است.
            • قالب گیری بتن شفاف نیازمند نیروهای مجرب و متخصص می باشد.
            • برخی از انواع این محصول مقاومت کافی در جهت کاربری سازه ای را ندارد.
            استفاده از بتن شفاف در نمای غرفه ایتالیایی نمایشگاه شانگهای چین
            از موفق ترین نمونه های کاربرد بتن شفاف در نماسازی ساختمان میتوان به غرفه ایتالیایی نمایشگاه بین الملی شانگهای چین اشاره کرد. ساخت این ساختمان در سال 2010 به اتمام رسید
            . در ساخت این ساختمان از 3774 بلوک بتن شفاف استفاده شد که 40 درصد از سطح نمای ساختمان را تشکیل می دهد . ارتفاع این ساختمان 18 متر و مساحت زیر بنای آن 3600 مترمربع است.

             

            روکش بتنی RCC

             

            15 .روکش بتنی (RCC):

             

            موسسه بتن آمریکا بتن غلتکی را بدین شرح تعریف می کند:” بتنی که در حالت تازه شرایطی دارد که امکان عبور غلتک از روی آن فراهم می آید و بدین ترتیب در نهایت بتن سخت و متراکم شده ای که وسیله تراکم آن غلتک بوده حاصل می شود. بتن غلتکی در حقیقت بتن متراکم شده ای است که دارای خصایص بارزی چون دوام زیاد، هزینه ساخت کم وکاهش نیاز به تعمیرات می باشد.
            از زمانی که مهندسان از بتن غلتکی بعنوان یک لایه روسازی استفاده کردند، شاید هرگز تصور نمی شد که این روش به یکی از بادوام ترین و ارزان ترین روش های اجرایی رویه راه تبدیل شود. در کانادا این روش در ساخت رویه های صنعتی با ترافیک بسیار سنگین و شرایط آب و هوایی نامساعد همچون سرما و یخبندان شدید به کار برده میشود. دلیل اصلی استفاده بعنوان رویه راه قابلیت باربری فوق العاده زیاد RCCP از آن در شرایط محیطی بسیار سخت است. یکی از مهمترین قابلیت هایی که باعث کاربرد روز افزون این مصالح گردیده است دوام بسیار زیاد آن در شرایط متفاوت بسیار سرد و یخبندان همچنین در شرایط بسیار گرم خشک و مرطوب است. به همین جهت دلیل متخصصان استفاده از بتن غلتکی را برای کاربردهای مختلف پیشنهاد می دهند. بطور کلی بتن غلتکی برای هر فعالیت عمده روسازی که بتوان بتن با اسلامپ صفر را به محل اجرا حمل نموده، جا داده و متراکم کرد قابل استفاده است. بتن غلتکی برای فعالیت هایی که نیاز به اجرای بتن ریزی های حجیم، بدون آرماتوربندی و درز انقطاع است، بهره برد که نیاز است RCCP توصیه شده است. زمانی باید از فعالیتی با حداقل هزینه و در حداقل زمان صورت گیرد.

            کاربرد بتن غلتکی :

            دو بتن ACI اگر بخواهیم بر اساس آئین نامه غلتکی و معمولی را نیز با هم مقایسه کنیم، یک تفاوت اساسی در اسلامپ این دو نوع بتن است که در بتن غلتکی این مقدار صفر است.از تفاوت های عمده میان این دو نوع بتن می توان به مواردی مانند زیادتر بودن نسبی درصد ریزدانه درRCCP و حساسیت رفتاری آن به درصد ریزدانه (207 ACI) و همچنین نیاز به آب به مراتب کمتر به دلیل صفر بودن اسلامپ آن اشاره کرد، که این مطلب در مناطقی که تهیه آب برای اختلاط بتن مشکل است بسیار کارساز خواهد بود.
            از دیگر تفاوت های میان این دو نوع بتن امکان استفاده از درصدهای کمتر سیمان(عموما ۹ تا ۱۲ درصد وزن مخلوط) در بتن های غلطکی برای رده مقاومتی مشابه بتن معمولی است یا به عبارت دیگر با سیمان برابر بتن RCCP مقاومت فشاری و خمشی بمراتب بیشتری نسبت به بتن معمولی خواهد داشت علاوه بر تفاوت های عمده در نسبت های اختلاط در این دونوع بتن تفاوت های قابل توجه دیگری نیز وجود دارد. مقایسه دیگر بین RCCP و رویه بتن معمولی می توان به دوام زیاد رویه بتن غلتکی اشاره کرد. تحقیقات اخیر انجام شده توسط موسسه بتن آمریکا نشان داده است که به دلیل نسبت های اختلاط و روش ساخت، رویه بتن غلتکی دوام بسیار زیادتری نسبت به رویه بتن معمولی در برابر شرایط یخ زدگی و آب شدگی های متوالی دارد، که تجربه های عملی در شمال کانادا صحه ای بر این ادعاست.

            مزایای بتن غتلکی :


            • دامنه استفاده گسترده در ساخت جاده ها، خیابان های اصلی و فرعی، آزاد راه ها، باندهای پرواز، آشیانه هواپیما، کف سازی سالنهای صنعتی، محوطه های صنعتی، انبارها، باراندازها، ترمینال و ایستگاه های اتوبوس و تاکسی، سردخانه، اسکله های بنادر و …
            • کاهش % ۲۰ قیمت تمام شده ”RCCP“ نسبت به آسفالت قیری.
            • تحمل بارهای سنگین ترافیکی به ویژه در محل شیب ها، دورها، ایستگاه ها بدلیل بالا بودن مقاومت فشاری این نوع بتن. (بیش از ۳ برابر مقاومت فشاری ثبت شده برای آسفالت).
            • صلبیت و عدم تغییر شکل در برابر بارهای وارده و ضربات ناشی از سقوط اجسام سخت.
            • دوام بلند مدت نسبت به آسفالت قیری در تمام فصول سال و در تمام شرایط آب و هوایی.
            • قابلیت بهره برداری زود هنگام حتی در مواقع اضطرار ۱۲ ساعت پس از اجرا.
            • سهولت در نگهداری و ایجاد تغییرات آسان و کم هزینه به منظور ترمیم و یا مرمت. (برای مرمت نوارهای حفاری بر خلاف اسفالت قیری که نیاز به غلطک ویژه دارد با کمک بتن معمولی خود تراکم نوار حفاری مرمت میشود.)
            • صرفه جویی در مصرف سوخت وحذف آلودگیهای حین پخت و انتفال آسفالت قیری.
            • دوام در برابر ریزش انواع مواد نفتی و هیدروکربن ها و بسیاری از اسیدها .
            • بتن دوست محیط زیست است و وفاداری خود را به انسان و طبیعت اثبات نموده است.
            • امکان تعبیه کف های رنگی برای کل محوطه و قسمت های ضروری راه که پایداری آن نسبت به روش متداول رنگ زدن و خط کشی بیشتر می باشد.
            • با اجرای یک لایه نازک ۲تا ۵ سانتی متری آسفالت پلیمری با قیری روی RCCP که برای جاده ها و اتوبان ها بخاطرکاهش صدای چرخ در سرعت بالای ۵۰ کیلومتر در ساعت ضروری است از مزایای RCCP در این جاده ها هم برخوردار می شویم.
            • در هر مکانی که آسفالت قیری کاربرد دارد حتی در مواردی که به صلبیت و ظرفیت باربری بیشتری نیاز باشد میتوان از رویه بتنی RCCP استفاده نمود.

             

            16 – بتن زنده (بتنی که در آن گیاه می روید)

             

            محققان دانشگاه پلی تکنیک کاتالونیا در بارسلونای اسپانیا نوع جدیدی از بتن را ساختند که آب باران رو در درون بافت لایه ای از خود جمع می کند تا محیطی مناسب برای رشد خزه ،گلسنگ و … ایجاد کند .
            به این ترتیب می شود از این نوع بتن زنده برای ایجاد نمای سبز بدون هیچ گونه سازه مجزا و سیستم آبرسانی پیچیده استفاده کرد بر اساس ادعای محققان ، این نوع بتن توان جذب کربن در دی اکسید هوا را دارد و باعث تنظیم میزان عناصر تشکیل دهنده ی هوا می شود یعنی از لحاظ زیست محیطی هم این محصول بتن به صرفه می باشد .
            این بتن زنده ، متشکل از یک لایه ساختاری به همراه سه لایه دیگر بر روی آن است .
            لایه ضد آب از لایه ساختاری در برابر صدمات ناشی از بارندگی و آب محافظت می کند .
            لایه بیولوژیکی نیز اجازه تجمع آب را فراهم کرده و یک پایه مناسب برای چسبیدن ریز ارگانیسم ها ایجاد می کند .
            لایه سوم که یک پوشش ناپیوسته است ، با عملکرد عایق ضد آب معکوس به هدایت آب به مناطق مختلف روی دیوار کمک می کند .
            در طول یک سال بتن زنده با پوشش خزه یا ریز جلبک به طور کامل رشد کرده و در فصول مختلف دچار تفییر رنگ می شود که یک رنگ زنده را برای ساختمان ایجاد می کند .
            با کمک این پوشش بیولوژیکی ، بتن می تواند دی اکسید کربن موجود در جو را جذب کرده و به طور همزمان با گرفتن پرتوهای خورشیدی ، دمای داخلی ساختمان را تنظیم کند .
            بر خلاف سیستم باغ های عمودی ، ماده جدید از رشد بیولوژیکی بر این سطوح حمایت می کند که به معنای عدم نیاز به ساختارهای پیچیده و سیستم های آبیاری هوشمند است .

             

            17 – بتن خود ترمیم شونده:

             

            بتن خود ترمیم شونده نمونه ای از بتن هایی با ویژگی های منحصر بفرد می باشد. به طور کلی بتن از جمله مصالح ساختمانی است که همواره در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد.
            این متریال ترکیبی ساده از سیمان، آب و سنگدانه است و برای ساخت سازه های مختلف کاربرد دارد. بتن خود ترمیم شونده که در انگلیسی به آن self-healing concrete می گویند، جزء پرمصرف ترین و مقاوم ترین مصالحی است که به دلیل انعطاف پذیری بالا می توان آن را به هر شکلی درآورد، از این رو نه تنها برای مقاوم سازی سازه بلکه برای فرم دهی به آن نیز گزینه ای بسیار مناسب به شمار می آید.

            ویژگی های بتن خود ترمیم شونده
            به منظور جلوگیری از ترک خوردگی بتن و نفوذ رطوبت به میلگردها، نگهداری و ترمیم بتن امری بسیار ضروری می باشد.
            با پیشرفت علم و تکنولوژی در صنعت ساختمان، امروزه بتن ها این قابلیت را دارند که خود به خود ترمیم و به مصالحی با دوام تبدیل شوند.
            بتن خود ترمیم بتنی است که به محض ایجاد ترک در سطح خود شروع به بازسازی و ترمیم می کند و مانع از گسترش ترک و عمیق شدن آن می شود.
            هنگام ایجاد ترک در بتن، مواد سیمانی خشک شده ای که در ترک ها وجود دارد با دی اکسید کربن و آب واکنش داده و لایه ای از کربنات کلسیم تولید می شود که مانع از گسترش ترک ها و شکاف های بیشتر می شود.
            سه هفته زمان نیاز است تا بتن عملیات ترمیمی خود را تکمیل کرده و بازسازی شود. دلیل ایجاد واکنش در این بتن وجود یک نوع باکتری و منبع تغذیه آن است.
            بتن خود ترمیم شونده با استفاده از یک نوع باکتری قادر به ترمیم ترک های خود است. در واقع مکانیزم ترمیم بتن با استفاده از باکتری و منبع تغذیه آن یعنی کلسیم الکتات صورت می پذیرد که در بتن قرار گرفته اند.
            این باکتری به صورت غیر فعال در بتن قرار دارد اما پس از ترک خوردگی در مجاورت آب فعال شده و با ایجاد واکنش شیمیایی منجر به تولید کربنات کلسیم می گردد.
            باکتری عامل اصلی خود ترمیم شوندگی بتن است، زیرا با مسدودسازی ترک ها، عمر سازه و مقاومت آن را افزایش می دهد. این باکتری در طبیعت موجود است و پیوستگی ساختار بتن را پایدار می نماید.
            علاوه بر آن می تواند تخم هایی تشکیل دهد که غیر فعال و زیست پذیر باشند و بتوانند تنش های شیمیایی یا فیزیکی را تحمل کنند.

            مزایا استفاده از بتن خود ترمیم شونده

            • مقاومت بسیار بالا در برابر شرایط مختلف جوی
            • قابلیت شکل پذیری
            • مقاومت بالا در برابر سرما و گرما
            • طول عمر زیاد
            • نفوذ پذیری بسیار کم در برابر آب و دیگر مواد شیمیایی
            • بهبود بخشیدن خواص مکانیکی بتن مانند مقاومت فشاری و مقاومت خمشی
            • کاهش دادن وزن سازه
            • افزایش دوام و پایداری سازه
            • کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
            • جلوگیری از آسیب دیدگی سازه اصلی ساختمان
            • جلوگیری از زنگ زدگی فولاد و آرماتورهای داخلی بتن نقطه ضعف بتن خود ترمیم شونده
            • هزینه بالا بتن خود ترمیم در ساخت و ساز، از نقاط منفی این محصول محسوب می شود.

             

            کاربرد بتن خود ترمیم شونده:

            به طور کلی از بتن های خود ترمیم در مناطقی که امکان وقوع سیل، آتش، باد، باران و تگرگ وجود دارد و یا مناطق بسیار خشکی که احتمال دارد بتن ترک بخورد، استفاده می شود.
            محصول در ساختمان ها، برج ها، جاده ها و پل ها بکار برده می شود.

            ساخت بتن خود ترمیم شونده
            در ساخت بتن خود ترمیم مکانیزمی بکار رفته که باعث ایجاد یک مخلوط بتنی می شود که شامل یک پیش ماده لاکتات کلسیم Ca(C3H5O2)2 و یا کپسول های کوچک حاوی باکتری می باشد.
            نحوه کار این باکتری ها به گونه ایست که پس از مخلوط شدن با بتن، شروع به رشد کردن می کنند. پس از آن سنگ آهکی CaCo3 تولید می شود که نشان از تکثیر باکتری ها دارد.
            دکتر ریچارد کوپر از گروه زیست شناسی و بیوشیمی دانشگاه BATH می گوید که ترکیب باکتری ها با بتن سبب ایجاد لایه ای محافظ می شود که از خوردگی فولاد جلوگیری به عمل می آورد.
            باکتری هایی که در بتن خود ترمیم مورد استفاده قرار می گیرند به دلیل شکل میکروبی و طول عمر بالای 200 سالی که دارند و همچنین مقاومت در برابر قارچ و اسپور، مناسب ترین نوع باکتری محسوب می شوند.

             

            نحوه عملکرد بتن خود ترمیم شونده

            در بتن های خود ترمیم با الهام از نحوه عملکرد گلبول های قرمز در هنگام آسیب دیدگی پوست، این محصول را تولید کرده اند. کپسول های حاوی باکتری های ترمیم کننده یا مواد نانو در بتن قرار می گیرند و هنگام ترک خوردگی، مواد داخل این کپسول ها آزاد شده و سبب ترمیم بتن می شوند.
            برخی از مواد نانویی که در بتن خود ترمیم مورد استفاده قرار می گیرند شامل پلی اتیلن، کربن سیاه، سیلیکا، متاکریلات بوتیل، اپوکسی پلی آنیلین، کامفور سولفونات، اپوکسی، نانورس می باشند.

             

            18 . بتن مکیده:

             

            بتن مکیده

             

            بتن با مقدار آب بیش از حد مورد نیاز در قالب ریخته می شود. آب اضافی سپس با کمک پمپ مک به بیرون منتقل می شود.
            این بتن ها در مدت 10 روز، مقاومت فشاری 28 روزه خود را به دست می آورند و مقاومت نهایی این بتن در مقایسه با انواع بتن معمولی 25 درصد بیشتر است.
            مکیدن بتن با اعمال شرایط خلأ بر سطح بتن تازه، خواه داخل قالب و یا قالب بندی نشده صورت م یگیرد. این فرآیند باعث خروج حدود ۴۰ درصد از آب در لایه ای به ضخامت چند سانتی متر از سطح بتن می شود . سخت شدگی در سطح بتن ایجاد می نماید. در عمق ۱۵ سانتی متر از سطح بتن، تقریباً ۲۰ درصد آب بتن خارج می شود. به واسطه این عمل، حباب های هوا و حفره های ریز و سطحی بتن نیز مطابق شکل زیر از بین می روند؛به این نوع بتن که این گونه اجرا می شود، بتن مکیده می گویند.

             

            مزایا و خواص بتن مکیده

            اثر فرآیند مکیدن بتن، نوعی تراکم سطحی است، چرا که به واسطه خارج شدن آب سطحی بتن، خمیر سیمان در آن ناحیه متراکم شده چگالی آن افزایش می یابد. هوازدایی بتن که گاهاً در حین عملیات پرداخت بتن صورت میگیرد، تنها یک فرآیند سطحی است، در صورتی که اثر مکیدن هوای بتن توسط خلأ، دارای اثری تا ضخامت ۳۰۰ میل یمتر از سطح بتن می باشد.
            افزایش مقاومت فشاری بتن در اثر تراکم و کاهش نسبت آب به سیمان ناشی از خلأ سطحی، کاملاً مشهود است، طوری که مقاومت فشاری ۷ روزه بتن مکیده، دو برابر مقاومت نظیر در بتن معمولی است و به طور معمول در حین ۸ تا ۱۰ روزه به مقاومت ۲۸ روزه نمونه های غیرمکیده خواهد رسید و مقاومت نهایی آن نیز بیشتر خواهد شد. منحنی شکل زیر مقاومت ۲۸ روزه نمونه های بتن مکیده و بتن معمولی را در نسب های آب به سیمان مختلف، مقایسه میکند. دوام و مقاومت خوردگی، ساییدگی و تعداد دوره های انجماد و آب شدن بتن های مکیده نسبت به بتن های معمولی بیشتر و تمایل به انقباض و تر ک خوردگی در آنها کمتر است.
            از مزایای دیگر بتن مکیده افزایش سرعت سخ تشدگی بتن تازه می باشد که در بعضی مواد زمان باز کردن قالب های بتن زا از چند ساعت به چند دقیقه کاهش می دهد. شکل زیر نشان میدهد که مکیدن بتن در هر مرحله از بتن ریزی، فشار جانبی وارد ب قالب را عملاً به صفر کاهش می یابد، لیکن فشار بتن معمولی با افزایش ارتفاع بتن ریزی از بالا به پایین به صورت خطی افزایش می یابد. مشابه زمان برداشتن قالبها، با مکیدن سطح بتن می توان عملیات پرداخت سطحی را چند دقیقه پس از ریختن بتن و اعمال خلأ بر بتن، مطابق شکل زیر آغاز نمود.
            مقاومت زودرس بتن که به ویژه در عملیات پی شساختگی مدنظر است، در مدت کوتاهی از ریختن و مکیدن بتن، امکان باز کردن قال بها و آزاد کردن تجهیزات برای اجرای پیش ساختگی در مرحله بعدی را فراهم میکند.
            مکیدن بتن مقاومت فشاری بتن را به ازای هر نسبت به سیمانی بهبود می بخشد.

            اجرای بتن مکیده

            در مورد کاهش زمان قال ببرداری بتن و اجرای عملیات پرداخت سطحی در نقاطی نظیر اتصالات باید توجه بیشتر مبذول داشت که آیا در این نقاط استفاده از فرآیند مکیدن بتن با توجه به محدودی تهای موجود، مزیتی در بر دارد یا خیر؟
            در صورت اجرای دقیق قالب بندی و انجام صحیح عملیات لرزش بتن، مزیت خاصی از مکیدن بتن حاصل نمیگردد. در عمل مشکل است که اصلاح سطح ظاهری بتن را منحصر به استفاده از مکیدن بتن بدانیم و معمولاً حباب سازی ۳ صحیح در بتن قابلیت دوام لازم را فراهم میکند، هر چند در گزارشها آمده است که استفاده از حباب سازی در بتن و مکیدن به طور توأم دوام و پایایی بهتری را نسبت به اعمال یکی از این دو فرآیند به تنهایی، تأمین میکند. به علت صرف زمان زیاد، مزیت کمی برای اعمال چنین فرآیندی به اعماق بیش از ۳۰۰ میلیمتر است.
            مکیدن مخلوط های بتن معمولی، به راحتی صورت میگیرد، لیکن با حفظ سنگدانه های ریزدانه در مقدار حداقل، و یا استفاده از ماسة درشت دانه، نتایج بهتری حاصل می شود.
            یکنواختی اسلامپ در تولید بتن بسیار مهم است و اختلاف اسلامپ در هر نوبت اختلاط نباید بیش از ۲۵ میلیمتر باشد.
            مکیدن بتن باید حتی الامکان بلافاصله پس از ریختن بتن و مادامی که بتن و مادامی که بتن حالت خمیری دارد، صورت گیرد. ارتعاش بتن در همان دقایق ابتدایی مطلوب است چرا که باعث بسته شدن موئینه های ریز موجود در بتن که ناشی از خروج آب در حین مکیدن است، خواهد شد و بدین ترتیب باعث اصلاح خواص آب بندی بتن م یگردد. لازم به ذکر است که بازده، عملیات مکیدن بتن در درجه حرارت های پایین بیشتر است.

            عباس برزگر
            کارشناسی فناوری عمران ساختمان سازی
            مسئول کنترل کیفیت مجتمع تحقیقاتی تولیدی ایران فریمکو

            منابع:
            [1] Wang X, Li Z, Bing H, Han B, Yu X, Zeng S, and Ou J. Intelligent concrete with self-x capabilities for smart cities. Smart Materials and Structures. 2016;
            5(3): 1-39.
            [2] Sun M, Li Z and Liu Q. The electromechanical effect of carbon fiber reinforced cement. Carbon. 2002; 40(12): 2273–2275.
            [3] Han B, Wang Y, Dong S, et al. Smart concretes and structures: A review, Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 2015; 26(11): 1303–1345.
            [4] The Self-Compacting Concrete European Project Group. The European Guidelines for SelfCompactin Concrete. 2016.
            [5] Domone P L. A review of the hardened mechanical properties of self-compacting concrete. Cement and Concrete Composites, 2007; 29(1): 1–12.
            [6] Najim K B, Hall M R, A review of the fresh/hardened properties and applications for plain- (PRC) and self-compacting rubberised concrete (SCRC),
            Construction and Building Materials 2010; 24(11): 2043– 2051.
            [7] Okamura H, and Ouchi M, Self-compacting concrete. Journal of Advanced Concrete Technology. 2003; 1(1): 5–15.
            [8] CECS 203. Technical Specifications for self compacting concrete Application, Standardization Institute of Chinese Construction Standard. 2006; Beijing,
            China.
            [9] Persson B. A comparison between mechanical properties of self-compacting concrete and the corresponding properties of normal concrete, Cement and
            Concrete Research. 1996; 31(2):193-198.
            [10] Nagamoto N, Ozawa K. Mixture properties of self-compacting high performance concrete. ACI Special Publication. 1999; 172: 623–636.
            [11] Fu X, Lu W, Chung, D. Improving the strainsensing ability of carbon fiber-reinforced cement by ozone treatment of the fibers.Cement and Concrete
            Research. 1998; 28(2): 183–187.
            [12] Wang W, Dai H, Wu S. Mechanical behavior and electrical property of CFRC- strengthened RC beams under fatigue and monotonic loading. Materials
            Science and Engineering A. 2008; 479: 191–196. [13] Huang K, Deng M, Mo L, et al. Early age stability of concrete pavement by using hybrid fiber together
            with MgO expansion agent in high altitude locality. Construction and Building Materials. 2013; 48: 685–690.
            [14] Wang S, Liang R, Wang B, et al. Dispersion and thermal conductivity of carbon nanotube composites. Carbon. 2009; 47(1): 53–57.
            [15] Konsta-Gdoutos M S, Metaxa Z S, Shah S P. Highly dispersed carbon nanotube reinforced cement based materials. Cement and Concrete Research, 2010;
            40(7): 1052–1059.
            [16] Self-sensing carbon nanotube/cement composite for traffic monitoring. Nanotechnology. 2010; 20(44): 445501.
            [17] Han B, Zhang K, Yu X, et al. Nickel particlebased self-sensing pavement for vehicle detection Measurement. 2011; 44(9): 1645– 1650.
            [18] Yunovich M and Thompson NG, Corrosion of highway bridges: Economic impact and control methodologies, Concrete International, 2003; 25: 52–57.
            -19 ع.ر. حبیبی، م. یوسفی ، “بهینهکردن اجزاء اصلی بتن با استفاده از اصول بهین هسازي”، اولین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت زیرساختها، 1388
            -20 ع.ر. حبیبی، ه. صفاري، و. محمدي، “طرح اختلاط بتن با استفاده از اصول بهینه سازي و براساس نتایج آزمایشگاهی”، مجله تحقیقات بتن، سال چهارم، 1390
            -21 ج .س. آرورا، “مقدمهاي بر طراحی بهین”، م.ح. ابوالبشري، جلد اول و دوم، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، . 1378 

            مطالعه بیشتر در منابع خارجی

             

            آخرین اخبار

            اسکرول به بالا