هزینه اجرای بتن سنگین | کاربردهای بتن سنگین در صنعت انرژی هسته‌ای

تاریخچه بتن سنگین

بتن سنگین

در اوایل قرن بیستم با رشد صنعت ساختمان و نیاز تعمیر خرابی‌های ناشی از جنگ جهانی و همچنین پیشرفت تکنولوژی، استفاده از بتن نیز وسعت پیدا کرد.

مهندسان و معماران آن روزها در پی این بودند که بیشتر با خواص شگفت‌انگیز این ماده‌ی مقاوم آشنا شوند.

مهندسین با آزمایش‌ها و افزودن مواد متفاوتی در بتن، به طرح اختلاط بتن‌ سنگین، بتن سبک و معمولی پی بردند.

اما نکته حائز اهمیت این است که بدون شک، پیشرفت‌های چشم‌گیر تکنولوژی و ابداع انواع متفاوت بتن را مدیون مهندسان و معماران قرن بیستم هستیم.

به عبارت دقیق‌تر می‌توان گفت بتن سنگین وزن برای اولین بار در دهه‌های 50 و 1960 با مقیاسی گسترده ظاهر شدند.

به موازات رشد صنایع انرژی هسته‌ای در انگلستان و ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفتند.

بتن سنگین چیست؟

براساس تعريف موسسه ACI، بتن سنگين بتنى است كه اساساً داراى وزن مخصوص بیشتری نسبت به بتن‌هاى معمولى است.

در ساخت بتن سنگين به جاى شن و ماسه از خرده‌هاى فولاد، چدن و يا سولفات باريم استفاده مى‌شود.

وزن مخصوص بتن سنگين حدود ۱/۵ تا ۲/۵ برابر وزن مخصوص بتن معمولى است.

بتن سنگين براساس نوع و اندازه سنگدانه مصرفى و شيوه تراكم و تخليه، مى‌تواند جرم مخصوصی بيش از ۶۴۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب داشته باشد.

البته مقدار دقیق این عدد تا حدود زیادی به موارد زیر بستگی دارد:

وزن و نوع دانه‌های مصرفی در آن
شیوه‌ی تراکم و تخلیه دانه‌های آن

اگر جرم مخصوص بتن معمولى حدود ۲۴۰۰ و بتن سنگين ۶۴۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب فرض شود، جهت تهيه يك مخلوط همگن و يكنواخت، بدون اينكه فشار اضافى بر تجهيزات مكانيكى اعمال گردد، بايد از ۴۰ درصد ظرفيت اسمى دستگاه مخلوط كن استفاده شود.

قیمت این نوع بتن در مقایسه با بتن سبک و معمولی بالاتر می‌باشد.

زیرا سنگدانه‌ها و مصالح آن مثل شن و ماسه فراوان نبوده و هزینه‌هایی مختلفی دارد که عبارتند از:

استخراج از معدن
حمل و نقل از معدن
شکستن
دانه‌بندی کردن
اختلاط با خمیر سیمان و غیره

البته خواص بی‌نظیر این نوع بتن برای مصارف گوناگون باعث شده است تا از قیمت بالای آن چشم پوشی شود.

این بتن عمدتا برای افزایش بار مرده ساختمان کاربرد دارد.

تعریف سازمان استاندارد جهانی از بتن سنگین

سازمان استاندارد جهانی، وظیفه تدوین مقررات جهانی برای چگونگی آزمایش، تعیین کیفیت و استفاده از مواد و موارد گوناگون را به عهده دارد.

کشورهای مختلف جهان نیز با تاسیس سازمان‌های ملی، موظف به تعیین کیفیت و آزمایش مواد گوناگون با توجه به شرایط زیست محیطی و جغرافیایی و غیره می‌باشند.

به همین منظور کمیته ملی استاندارد مهندسی ساختمان و مصالح و فراورده‌های ساختمانی نیز در زمینه انطباق استانداردهای مواد و مصالح ساختمانی مصرفی در کشور، آخرین ویرایش‌های استاندارد‌های جهانی را دارد.

استاندارد‌ها با شماره‌های مخصوص به خود قابل پیگیری می‌باشند.

استفاده و به کارگیری آنها در آزمایشات، تعیین خواص و کیفیت، همچنین استفاده از مصالح ضروری می‌باشد.

به عبارت دیگر، مصالح بتن سنگین وزن، باید قبل و حین ساخت، نمونه برداری و آزمایش شوند تا از مطابقت با استانداردها و مشخصات اجرایی اطمینان حاصل شود.

زیرا بتن سنگین یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مصالح و فراورده‌های ساختمانی می باشد .

که بطور مستقیم با جان انسان سر و کار دارد و البته هزینه‌های مادی نیز در پی دارد.

بنابراین لازم است قبل از تولید و استفاده از آن به استانداردهای تدوین شده توجه شود.

استفاده از بتن سنگین، نیازمند موارد زیر می‌باشد:

تخصص
دانش
تجربه

استفاده از این مصالح، باید در زیر شاخه یک رشته تخصصی گنجانده شود.

از استاندارد‌های بین‌المللی بتن سنگین می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

استاندارد ACI 304.1R
استاندارد ACI 304.3R
استاندارد ACI 212.3R
استاندارد ACI 301
استاندارد ASTM C 150
استاندارد ASTM C 595
استاندارد ASTM C 94
استاندارد ASTM C 637
استاندارد ASTM C 33
استاندارد ASTM C 494

کاربرد بتن سنگین

به علت زیانی که تششعشعات هسته‌ای بر روی محیط زیست می‌گذارد دفع یا جذب این پرتوها از اهمیت زیادی برخوردار است.

بتن سنگین ماده‌ای است که می‌تواند این پرتوها را به راحتی جذب کند.

در این فرآیند چگالی بتن عامل مهمی در جذب پرتوها است از این رو به دلیل محدودیت‌های اجرایی و ضخامت، از بتن سنگین استفاده می‌شود.

کاربرد این بتن جلوگیرى از تشعشع اشعه X و Y و سایر اشعه‌ها بوده و اصولا در سازه‌هاى تاسیسات اتمى و یا هر جا که امکان تشعشعات رادیو اکتیو وجود دارد استفاده مى‌شود.

انتخاب بتن برای حفاظت تابشی به نوع و شدت تابش و الزامات فضا بستگی دارد.

کارایی حفاظ بتنی در برابر تشعشات تقریباً با جرم مخصوص بتن متناسب است.

جرم مخصوص بیشتر، حفاظ موثرتری ایجاد می‌کند.

از این نوع بتن در ساخت وزنه‌هاى تعادلى و یا در مواردى که نیاز به افزایش بار مرده سازه است نیز استفاده می‌شود.

با وجود اینکه استحصال، حمل، شكستن و دانه‌بندى سنگدانه‌ها جهت تهيه بتن سنگين پرهزينه است.

اختلاط، حمل و نقل و ريختن آن هزينه بالاترى نسبت به بتن معمولى دارد.

در مکان‌هایی که نیاز به مقاومت سایشی بالایی است نیز از بتن سنگین استفاده می‌شود.

در صورت يكسان بودن ساير شرايط، با افزايش چگالى بتن، مقاومت سايشى بتن سنگین نيز افزايش مى‌يابد.

با كاربرد برخى از مواد افزونى پيشرفته، مى‌توان چگالى خمير سيمان را افزايش داده و نسبت آب به سيمان را كاهش و كارايى را افزايش داد.

در ضمن با كاهش نسبت آب به سيمان بالطبع، مقاومت بتن ساخته شده نيز افزايش مى‌يابد.

علاوه بر افزودنى‌هاى شيميايى، با بكار بردن دوده سيليسى كه يك افزودنى معدنى است، مى‌توان نفوذ پذيرى بتن را كاهش و چگالى خمير سيمان و مقاومت بتن را افزايش داد.