آشنایی با انواع بتن‌ ویژه

• بتن ویژه:

بتن ویژه عبارت است از بتن‌هایی که از خواص غیرعادی برخوردارند یا با روش‌های نامتعارف تولید می‌شوند.

بنابر تعریف، بتن ماده ترکیبی است که اساساً از یک عامل چسباننده و دانه‌های سنگی تشکیل شده است و می‌تواند شکل‌‎های گوناگون به خود بگیرد.

• بتن سبک سازه‌ای:

بتن سبک سازه‌ای مشابه بتن معمولی است با این تفاوت که جرم حجمی کمتری دارد.

برای ساخت این بتن از سبک‌دانه‌ها (هم سنگدانه درشت و هم سنگدانه ریز) یا ترکیبی از سبک‌دانه‌ها و سنگدانه‌های معمولی استفاده می‌شود.

به اصطلاح (بتن سبک ماسه‌دار) به بتن سبکی اطلاق شود که با سبک‌دانه درشت و ماسه طبیعی ساخته شده باشد.

بتن سبک سازه‌ای اساساً به منظور کاهش بار مرده ناشی از وزن اعضای بتنی، مانند سقف‌ها و…به کار گرفته می‌شود.

مقاومت فشاری بتن سبک سازه‌ای برای یک اسلامپ و مقدار هوای مشخص به جای نسبت آب به سیمان، معمولاً به مقدار سیمان بستگی دارد.

هوازایی در بتن سبک سازه‌ای، مانند بتن معمولی، مقاومت آن را در برابر یخ زدن و آب شدن و نیز در برابر مصرف یخ‌زداها تضمین می‌کند.

افزون بر این، هوازایی کارایی را بهبود می‌بخشد، آب انداختگی و جداشدگی را کاهش می‌دهد و ممکن است کمبود دانه‌های ریز در دانه‌بندی را جبران کند.

به طور کلی، روش‌های اختلاط برای بتن سبک سازه‌ای مشابه روش‌های اختلاط بتن با جرم حجمی معمولی‌اند.

تنها تفاوت این است که ممکن است لازم شود برخی سنگدانه‌هایی که جذب بالاتری دارند پیش از استفاده خیس شوند.

نسبت اجزای تشکیل دهنده مخلوط‌های بتن سبک سازه‌ای را می‌توان چنان انتخاب کرد که کارایی، پرداخت‌پذیری و شکل ظاهری مانند مخلوط بتن (با جرم حجمی معمولی) که به طور مناسب نسبت‌یابی شده باشد، برخودار باشند.

به دلیل پایین‌تر بودن جرم حجمی سنگدانه‌ها، بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی، با همان کارایی دارای اسلامپ کمتری است.

بتن سبک هوازایی شده با اسلامپ 50 تا 70 میلیمتر را می‌توان در شرایطی ریخت که همین شرایط اسلامپی 75 تا 125 میلیمتر را برای بتن معمولی نیاز دارد.

انتقال و ریختن بتن سبک سازه‌ای، معمولاً آسانتر از بتن معمولی است.

اسلامپی بین 50 تا 100 میلیمتر، بهترین نتایج را برای پرداخت کردن به بار می‌آورد.

اسلامپ‌های بالاتر می‌تواند موجب جداشدگی، تأخیر در عملیات پرداخت کردن شوند و سطوحی زبر و ناصاف پدید آورند.

بتن‌های با جرم حجمی پایین که در محل ساخته می‌شوند، عمدتاً برای عایق حرارتی و صوتی، تزئین سقف‌ها، پرکننده دال‌های کف زیرزمین‌ها، ماده ترازکننده برای پشت بام‌ها یا سقف‌ها، دیوارهای ضدآتش و پوشش‌های حرارتی آب‌گدازهای زیرزمینی به کار گرفته می‌شوند.
بتن با جرم و حجم پایین در قطعات پیش‌ساخته، پشت بام، کف و دیوارهای بتنی مسلح نیز به کار می‌روند.

برای بررسی بهتر، بتن‌های با جرم حجمی پایین و بتن‌های با مقاومت متوسط را می‌توان در گروه‌های زیر دسته‌بندی کرد:

• گروه I:

با سنگدانه‌های منبسط شده مانند پرليت، ورمیکولیت یا دانه‌های پلی‌استایرن منبسط شده (دانه‌های یونولیت) ساخته می‌شوند.

• گروه II:

با سنگدانه‌هایی که از طریق منبسط کردن، تكليس یا ذوب کردن موادی مانند باره آهن‌گدازی، خاک رس و خاک دیاتومه، خاکستر بادی، شیل یا سنگ لوح یا سنگدانه‌هایی که با فراوری مواد طبیعی مانند پومیس، اسکوریا یا توف تولید می‌شوند ساخته می‌شود.

• گروه III:

شامل بتن‌هایی است که با وارد آوردن یک ساختار متخلخل یکنواخت از حباب‌های هوا به داخل خمیر سیمان ملات ماسه سیمان ساخته می‌شود.
این ساختار متخلخل با استفاده کف از پیش آماده شده در محل، یا مواد کف‌زای ویژه بدست می‌آید.
این نوع بتن را عموماً بتن اسفنجی می‌گویند.

بتن‌های سبک با وزن کمتر از 800Kg/m3 به علت مقدار زیاد هوایی که دارند عموماً از کارایی خیلی خوبی برخوردارند.

در مواردی که بتن سبک با جرم حجمی پایین یا بتن سبک با مقاومت متوسط برای عایق‌بندی یا پرکنندگی مورد استفاده قرار می‌گیرد معمولاً جمع‌شدگی آن تعیین کننده و بحرانی نیست، ولو اینکه جمع‌شدگی بیش از اندازه می‌تواند موجب تاب برداشتن شود.

• بتن سنگین از انواع بتن ویژه:

بتن سنگین، مانند بتن محافظ در برابر تابش با سنگدانه‌های سنگین ویژه‌ای تولید می‌شود و جرم حجمی آنها تا 6400 کیلوگرم بر متر مربع مکعب می‌رسد.

بتن سنگین را عمدتاً برای حفاظت در برابر تابش‌ها به کار می‌برند ولی از آن برای وزنه‌های تعادل و کاربردهای دیگری که جرم حجمی زیاد دارای اهمیت باشد نیز استفاده می‌شود.
سنگدانه‌های با جرم حجمی بالا مانند باریت، فروفسفر، گوئتیت، هماتیت، ایلمنیت، لیمونیت، مگنتیت و ساچمه‌ها و دم قیچی‌های فولادی برای تولید بتن سنگین به کار می‌روند.
به طور کلی انتخاب یک سنگدانه با توجه به خواص فیزیکی قابلیت دسترسی، و هزینه انجام می‌گیرد.
سنگدانه‌های سنگین باید به نحو معقولی عاری از مصالح ریز، روغن و مواد اضافی دیگری باشند که بر چسبندگی خمیر به دانه‌ها یا بر آبگیری سیمان اثر می‌گذارند.

برای اختلاط و بتن‌ریزی غالباً روش‌های معمولی و متداول به کار می‌روند ولی باید دقت کرد تا از پرکردن بیش از اندازه مخلوط‌کن به خصوص با سنگدانه‌های بسیار سنگینی مانند دم قیچی‌های فولادی اجتناب شود.
پیمانه‌ها باید تا 50 درصد ظرفیت اسمی مخلوط‌کن کاهش یابد چون برخی سنگدانه‌های سنگین بسیار شکننده‌اند.

برای جلوگیری از خرد شدن اینگونه سنگدانه‌ها که آثار زیان‌بخشی بر کارایی و آب انداختگی به دنبال دارد باید از اختلاط بیش از اندازه پرهیز شود.

• بتن پرمقاومت از انواع بتن ویژه:

بتن پرمقاومت، به طور کلی به بتنی گفته می‌شود که مقاومت فشاری آن MPa 42 یا بیشتر باشد.
بتن‌های پرمقاومت 140 MPa را در ساختمان به کار برده‌اند.
مقاومت مشخصه بتن معمولاً برمبنای نتایج آزمایش 28 روزه سنجیده می‌شود.
با همه اینها، در سازه‌های بلندی که به بتن پرمقاومت نیاز دارند روند اجرایی چنان است که اعضای سازه‌ای در طبقات پایین‌تر در کمتر از یکسال یا حتی بیشتر تحت بارگذاری کامل قرار نمی‌گیرند.

به همین دلیل در چنین مواردی برای صرفه‌جویی چشمگیر در هزینه‌ی مصالح و بتن معمولاً مقاومت‌های فشاری براساس نتایج آزمایش 56 تا 90 روزه تعیین می‌شوند.

این مخلوط‌های خیلی سفت در قالب‌های بسیار محکم ریخته می‌شوند و از طریق ارتعاش دراز مدت با روش‌های شوکی (تقه‌ای) متراکم می‌شوند.

تولید بتن پرمقاومت ممکن است نیاز به تهیه مصالح خاص داشته یا نداشته باشد.

تولید کننده باید عوامل مؤثر برمقاومت فشاری را بشناسد و بداند که چگونه این عوامل را برای دستیابی به بهترین نتایج تغییر دهد.

باید توجه داشت که در نظر گرفتن مزایای اقتصادی به کار بردن مصالح موجود در دستیابی به یک طرح مخلوط بهینه نقش به سزایی دارد.

انتخاب سیمان پرتلند برای بتن پرمقاومت نباید براساس آزمایش نمونه‌های مکعبی ملات انجام گیرد بلکه باید مقاومت‌های نسبی بتن در سنین 28، 56 و 90 روزه نیز در نظر گرفته شوند.

سیمانی که برای بتن پرمقاومت به کار می‌رود باید حداقل مقاومت 7 روزه براساس مکعب‌های ملات، حدود MPa 29/4 داشته باشد.

مخلوط‌های آزمایشی بسته به مقاومت خواسته شده باید با مقادیر سیمان بین 385 تا 560 کیلوگرم بر متر مکعب ساخته شوند.

غالباً برای تولید بتن پرمقاومت استفاده از خاکستر بادی یا دوده سیلیسی ضروری و اجتناب‌ناپذیر است، زیرا افزایش مقاومتی را که با این پوزولان‌ها به دست می‌آید نمی‌توان تنها با استفاده از سیمان اضافی بدست آورد.
این پوزولان‌ها معمولاً در محدوده مقادیر 5 تا 20 درصد وزن سیمان به مخلوط افزوده می‌شوند.
اندازه، بافت سطحی، کانی‌شناسی و تمیزی سنگدانه از جمله مواردی‌اند که باید بادقت به آنها توجه کرد.

بنابر نتایج بسیاری از بررسی‌ها، سنگدانه‌هایی با بزرگترین اندازه 9/5mm تا 12/5mm (سه هشتم تا یک دوم اینچ) مقاومت بهینه را به بار می‌آورند.

بزرگترین اندازه 19mm و 25mm (1in و سه چهارم) نیز به طور موفقیت‌آمیزی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

سنگدانه‌های درشت مصرفی در بتن پرمقاومت باید تمیز، یعنی عاری از پوشش‌های گرد و خاک و رس باشند.
بسیاری از تولید کنندگان بتن آماده در آمریکا عقیده دارند که برای استفاده کارآمدتر از مقادیر زیاد مواد سیمانی در بتن پرمقاومت و تسهيل دستیابی به پایین‌ترین نسبت ممکن آب به سیمان، استفاده از مواد افزودنی شیمیایی مانند کاهنده‌های آب، کاهنده‌های آب کندگیر، کاهنده‌های آب ممتاز (فوق روان‌کننده‌ها) یا ترکیبی از آنها اجتناب‌ناپذیر است.
باید از هرگونه تأخیر در تحویل و ریختن این چنین بتن‌هایی اجتناب شود و چنانچه روند بتن‌ریزی از سرعت پیش‌بینی شده کندتر باشد، گاهی کاهش حجم پیمانه ساخت بتن ضرورت پیدا می‌کند.
مراقبت سفت و سختی باید در کارگاه اعمال شود تا هرگونه افزودن مجدد آب به بتن در محل بتن‌ریزی کنترل شود.
برای رسیدن به پتانسیل مقاومتی بتن پرمقاومت، نحوه متراکم کردن آن از اهمیت به سزایی برخوردار است.
بتن باید حتی‌الامکان بلافاصله پس از ریخته شدن در قالب‌ها به سرعت لرزانده و مرتعش شود.
ارتعاشگرهای پربسامد باید به اندازه کافی کوچک باشند تا فاصله لازم بین سر ارتعاشگر و میلگردهای فولادی تأمین شود.
ارتعاش بیش از اندازه بتن غالباً منجر به جداشدگی، کاهش مقدار هوا و یا هر دو می‌شود.

• بتن با مقاومت زود رس از انواع بتن ویژه:

بتن با مقاومت زود رس، عبارت است از بتنی که مقاومت مشخصه‌اش را در سنی کمتر از بتن معمولی بدست می‌آورد.

دوره زمانی که مقاومت مشخصه باید در آن بدست آید می‌تواند از چند ساعت (یا حتی چند دقیقه) تا چندین روز تغییر کند.

مقاومت زود رس را می‌توان با استفاده از اجزای معمول بتن و عملیات متداول بتن‌ریزی بدست آورد، هرچند که گاهی مصالح و روش‌های خاصی مورد نیازند.

بسته به سنی که مقاومت مشخصه باید در آن بدست آید و بسته به شرایط کارگاه، مقاومت زود رس را می‌توان با بهره‌گیری از یکی از موارد زیر یا ترکیبی از آنها بدست آورد:

• سیمان با مقاومت زود رس نوع III
• مقدار زیاد سیمان (340 تا 600 کیلوگرم بر متر مکعب)
• نسبت پایین آب به سیمان (0/2 تا 0/45 وزنی)
• بتن تازه با دمای بالاتر
• دمای عمل‌ ‌آوری بتن بالاتر
• مواد افزودنی شیمیایی
• دوده سیلیسی
• عمل‌آوری با بخار یا در اتوکلاو
• استفاده از عایق‌بندی حرارتی به منظور نگهداشتن و حفظ گرمای آبگیری
• استفاده از سیمان‌های با گیرش کنترل شده یا سایر سیمان‌های خاص

بتن با مقاومت زود رس در:

1. بتن پیش‌تنیده، به منظور اعمال زودتر نیروی پیش‌تنیدگی
2. در بتن پیش‌ساخته به منظور تولید سریعتر قطعات
3. اجرای سریع ساختمان‌سازی در محل
4. استفاده مجدد سریع از قالب‌ها
5. ساختمان‌سازی در هوای سرد
6. تعمیرات سریع به منظور کاهش زمان توقف آمد و شد خودروها
7. روسازی‌هایی که رفت و آمد سریعاً روی آنها آغاز خواهد شد و برخی کاربردهای دیگر استفاده می‌شود.

در روسازی‌های که به سرعت زیر بار ترافیک می‌روند، استفاده از مخلوط‌های بتن‌های با مقاومت زود رس امکان گشوده شدن ترافیک را در فاصله 24 ساعت پس از بتن‌ریزی فراهم می‌آورد.

• بتن حجیم از انواع بتن ویژه:

بتن حجیم عبارت است از (هر حجمی از بتن یکجا با ابعادی به اندازه کافی بزرگ که نیازمند انجام اقداماتی برای مقابله با گرمای ایجاد شده در اثر آبگیری سیمان و تغییر حجم ناشی از آن باشد تا امکان ترک‌خوردگی به حداقل برسد) بتن حجیم نه تنها در برگیرنده بتن کم سیمان مورد استفاده در سدها و سایر سازه‌های حجیم می‌شود بلکه شامل بتن با مقدار سیمان متوسط تا زیاد در اعضای سازه‌ای نیز می‌شود که نیازمند ملاحظات خاصی برای انتقال گرمای آبگیری و مقابله با افزایش دما هستند.
افزایش دما در بتن حجیم ناشی از حرارت آبگیری سیمان است.
همچنان که دمای داخل بتن افزایش می‌یابد، سطح بتن ممکن است سرد و منقبض شود.
این موضوع، چنانچه اختلاف دما بسیار زیاد می‌باشد، موجب پایدار شدن تنش‌های کششی و ترک‌هایی در سطح بتن می‌شود.
برای جلوگیری از ترک خوردن نباید اجازه داد که دمای داخلی بتن برای سدها و سایر سازه‌های بتنی حجیم غیر مسلح با مقاومت فشاری نسبتاً پایین بیشتر از 11 تا 14 درجه سلسیوس بالاتر از میانگین سالیانه دمای محیط باشد.

برای پایین آوردن دمای بتن در بتن‌های حجیم می‌توان موارد زیر را اعمال نمود:

1. مقدار سیمان پایین 120 تا 265 کیلوگرم در متر مکعب، سنگدانه‌های با اندازه بزرگ 75 تا 150 میلیمتر و مقدار سنگدانه درشت زیاد تا حدود 80 درصد کل سنگدانه.
2. سیمان پرتلند با حرارت‌زایی کم یا سیمان آمیخته.
3. پوزولان‌ها، حرارت‌زایی یک پوزولان حدود 25 درصد تا 50 درصد حرارت‌زایی سیمان است.
4. پایین آوردن دمای اولیه بتن به حدود 10 درجه سلسیوس از طریق سرد کردن اجزای تشکیل دهنده بتن.
5. سرد کردن بتن به کمک لوله‌های آب سرد کار گذاشته شده در بتن.
6. قالب‌های فلزی برای پراکندن سریع حرارت.
7. عمل‌آوری با آب.
8. کاهش ارتفاع لایه‌های بتن‌ریزی 1/5 m یا کمتر می‌توان افزایش دمای داخلی بتن را کنترل کرد.

بتن با سنگدانه پیش آکنده از انواع بتن ویژه:

بتن با سنگدانه پیش آکنده عبارتست از بتنی که با ریختن و چیدن سنگدانه درشت در یک قالب و سپس تزریق یک دوغاب ماسه سیمانی (معمولاً به همراه یک ماده افزودنی)، به منظور پرکردن حفره‌ها و فضاهای خالی تولید می‌شود.

خواص بتن حاصل مشابه بتنی است که با روش‌های معمول ریخته شده باشد، هرچند که به دلیل تماس نقطه به نقطه دانه‌های سنگدانه جمع‌شدگی حرارتی و جمع‌شدگی ناشی از خشک شدن بسیار کمتری در این نوع بتن انتظار می‌رود.

• بتن بدون اسلامپ از انواع بتن ویژه:

بتن بدون اسلامپ، بتنی با روانی متناظر اسلامپ 6 mm (یک چهارم in) یا کمتر است.

چنین بتنی اگرچه خیلی خشک است ولی باید به اندازه کافی کارا باشد که بتواند با تجهیزات مورد استفاده در کارگاه ریخته و متراکم شود.

•  بتن کوبیده غلتکی از انواع بتن ویژه:

بتن کوبیده غلتکی کم سیمان، بدون اسلامپ، تقریبا خشک است که به کمک غلتک‌های لرزاننده یا دستگاه‌های متراکم کننده دستی در محل متراکم می‌شود.

این نوع بتن مخلوطی از سنگدانه، سیمان و آب است و مواد کمکی سیمان مانند خاکستر بادی نیز در آنها استفاده شده است.

مقدار سیمان در این نوع بتن از 60 تا 355 کیلوگرم بر متر مکعب تغییر می‌کند.

اختلاط این نوع بتن‌ها به وسیله‌ی مخلوط کن‌های معمولی، مخلوط کن‌های پیوسته یا در بعضی موارد به وسیله‌ی کامیون‌های مخلوط‌کن با دیگ کج انجام می‌گیرد.

بتن کوبیده غلتکی به عنوان یک روش سریع و اقتصادی برای ساخت سدهای بزرگ وزنی، پروژه‌های روسازی (مانند تأسیسات جابه‌جایی کانتینر)، محوطه فرودگاه‌ها، جاده‌های استانی و به عنوان زیر اساس برای روسازی خیابان‌ها و بزرگراه‌های معمولی در حال گسترش و پیشرفت است.

• بتن پاشیده از انواع بتن ویژه:

بتن پاشیده، ملات یا بتنی است که با فشار هوا و با سرعت زیاد به روی سطح پاشیده می‌شود.

مخلوط نسبتاً خشک با نیروی حاصل از ضربه متراکم می‌شود و می‌تواند روی سطح قائم یا افقی اجرا شود بدون آنکه شره کند.

بتن پاشیده هم برای ساخت و ساز جدید و هم برای کارهای تعمیراتی به کار می‌رود.

بتن پاشیده برای سازه‌های بتنی نازک یا دارای انحناء و تعمیرات سطحی بسیار مناسب است.

بتن پاشیده را می‌توان به روش تر یا خشک ساخت.

در روش خشک آمیزه‌ای از سیمان و سنگدانه مرطوب که از قبل با یکدیگر مخلوط شده‌اند به کمک هوای فشرده در طول یک شیلنگ به جلو رانده می‌شود تا به افشانک برسد.

آب در افشانک به مخلوط سیمان و سنگدانه افزوده می‌شود و تمامی اجزا که به خوبی با یکدیگر مخلوط شده‌اند به روی سطح پاشیده می‌شوند.

در روش خیس، تمامی اجزای تشکیل دهنده از قبل با یکدیگر مخلوط می‌شوند.

هوای فشرده مخلوط را از طریق شیلنگ به افشانک منتقل می‌کند.

لحظه پرتاب مخلوط بر روی سطح، هوای فشرده اضافه‌ای در افشانک دمیده می‌شود تا سرعت پرتاب را افزایش دهد.

• بتن با جمع‌شدگی جبران شده:

بتن با جمع‌شدگی جبران شده از یک سیمان منبسط شونده یا یک افزودنی منبسط شونده که به سیمان پرتلند افزوده می‌شود بهره می‌گیرد و پس از گیرش و در حین سخت شدن به اندازه‌ای برابر یا قدری بیشتر از مقدار جمع‌شدگی ناشی از خشک شدن مورد انتظار در یک مخلوط بتن معمولی منبسط می‌شود.

وظیفه بتن با جمع‌شدگی جبران شده در دال‌های بتنی، روسازی‌ها و کارهای تعمیراتی به حداقل رساندن ترک‌های جمع‌شدگی ناشی از خشک شدن می‌باشد.

• بتن متخلخل از انواع بتن ویژه:

بتن متخلخل (بدون ریزدانه) از سنگدانه درشت با دانه‌بندی تک اندازه، کمی تا بدون سنگ‌ریزه و خمیر سیمان به گونه‌ای که خمیر سیمان فضاهای خالی بین دانه‌های سنگدانه درشت را پرنكند تشکیل شده است.
این نوع بتن دارای نسبت آب به سیمان و اسلامپ پایین است.

بستن متخلخل در سازه‌های هیدرولیکی به عنوان زهکش و در محوطه پارکینگ‌ها، روسازی‌ها و باند فرودگاه‌ها برای کاهش قدرت جریان آب‌های سطحی به کار می‌رود.

این بتن با فراهم آوردن امکان نفوذ آب از داخل خود به زمین، سفره‌های آب زیرزمینی محلی را نیز تغذیه می‌کند.

از بتن متخلخل در زمین‌های تنیس و گلخانه‌ها نیز استفاده شده است.

• بتن سفید از انواع بتن ویژه:

برای ساخت بتن سفید که یکی از مصالح پرمصرف معماری است، از سیمان سفید استفاده می‌شود.

سیمان سفید، در ملات، اندود، نماسازی، موزاییک و رنگ پایه‌سیمانی نیز به کار می‌رود.

بتن سفید با آب و سنگدانه‌ای ساخته می‌شود که حاوی موادی نباشند که رنگ بتن را تغییر دهند.

• بتن رنگی از انواع بتن ویژه:

بتن رنگی را می‌توان با استفاده از سنگدانه‌های رنگی یا با افزودن رنگدانه و یا هر دو تولید کرد.

وقتی سنگدانه‌های رنگی را به کار می‌برند این سنگدانه‌ها باید در سطح بتن نمایان باشند.

مقدار رنگدانه‌ای که به یک مخلوط بتن افزوده می‌شود نباید بیشتر از 10 درصد وزن سیمان باشد.

گردآورنده: گروه آموزشی استوارسازان