انواع بتن

در صنعت از انواع بتن با نام‌ ها و کاربرد های مختلفی استفاده می‌شود. هدف از این کار به دست آوردن مخلوطی مناسب برای برطرف کردن نیازی مشخص است. مثلاً، نوعی از بتن برای سبک سازی وزن ساختمان، یا از نوعی دیگر برای بهبود خواص کششی استفاده می‌شود. به عبارتی، برای هر کاربرد یک نوع بتن برای استفاده وجود دارد. برای آشنایی با آن ها، با ستوده بتن همراه باشید.

بتن ساده یا معمولی (Plain or Ordinary Concrete)

نوع معمولی یکی از متداول‌ ترین انواع بتن است. در این نوع بتن، مواد تشکیل دهنده ضروری مانند سیمان، سنگدانه‌ های درشت و ریز هستند که با مقدار مشخصی از آب مخلوط می‌شوند. نسبت ترکیبات اساسی این بتن ممکن است در محدوده وسیعی متفاوت باشد.

یک طرح اختلاط که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرد نسبت 1: 2: 4 است. از بتن ساده بیشتر برای روسازی و کاربردهای ساده ساختمان‌ سازی استفاده می‌شود، جایی که مقاومت کششی مورد نیاز نیست!

بتن سبک (Lightweight Concrete)

هر نوع بتنی با تراکم کمتر از 1920 کیلوگرم در متر مکعب، در طبقه بندی بتن سبک قرار می‌گیرد. انواع مختلف سنگدانه‌ هایی که در ساخت بتن سبک استفاده می‌شوند شامل مواد طبیعی مانند پوکه و اسکوریا، مواد مصنوعی مانند شیل‌ ها و رس‌ های منبسط شده و مواد فرآوری شده مانند پرلیت و ورمیکولیت هستند.

خاصیت مهم بتن سبک، هدایت حرارتی بسیار کم آن است. به عنوان مثال، رسانایی حرارتی، مقدار k برای بتن ساده ممکن است 10 تا 12 باشد. اما رسانایی حرارتی بتن سبک حدود 0.3 است. بتن‌های سبک برای عایق بندی حرارتی، برای محافظت از سازه‌های فلزی، عرشه‌ های پل با طول طولانی و حتی به عنوان بلوک‌ های ساختمانی نیز استفاده می‌شوند.

بتن با چگالی بالا (High-Density Concrete)

این نوع بتن را بتن سنگین نیز می‌نامند. در این نوع بتن، چگالی بین 3000 تا 4000 کیلوگرم در متر مکعب متغیر است. در این بتن‌ ها از سنگ‌ های خرد شده با چگالی بالا به عنوان سنگدانه‌ های درشت (شن) استفاده می‌شوند.

در میان چنین موادی، باریتس متداول‌ ترین ماده‌ ای است که وزن مخصوصش 4.5 است. این ماده بیشتر در نیروگاه‌های اتمی و سایر ساختارهای مشابه استفاده می‌شود زیرا اعضای ساختاری از انواع تابش ناشی از موارد هسته‌ای محافظت می‌کند.

بتن آرمه (Reinforced Concrete)

RCC به عنوان بتن سیمانی تقویت شده نیز نامیده می‌شود. در این نوع بتن، از فولاد در اشکالی مختلف به عنوان تقویت کننده استفاده می‌شود تا مقاومت کششی بتن افزایش یابد. آرماتورهای فولادی در قسمت کششی بتن قرار می گیرند تا مشکل کششی بتن را حل کنند.

تمام مراقبت‌ ها برای اطمینان از حداکثر پیوند بین آرماتور و بتن در طول فرآیند تنظیم و سخت گیری آن انجام می‌شود. بنابراین، ماده حاصل قادر است انواع تنش‌ها را تحمل کند. این نوع بتن بیشتر استفاده را در احداث ساختمان و دیگر ساختارها دارد.

بتن پیش ساخته (Precast Concrete)

این اصطلاح به انواع بی‌ شماری از اشکال بتنی گفته می‌شود که در کارخانه‌ ای به قالب ریخته می‌شوند. با این حال، تا زمانی که در شرایط کنترل شده کاملاً تنظیم و سخت نشوند، از این بتن در ساخت استفاده نمی‌شود. برخی از نمونه‌های بتن پیش ساخته شامل تیرهای پیش ساخته، سقف‌ های بتنی تحت شرایط زیر تولید می‌شود :

• تناسب مناسب مواد تشکیل دهنده بتن
• مخلوط کامل سیمان، سنگدانه‌ ها و آب برای به دست آوردن قوام مورد نظر
• حمل و نقل دقیق و قرارگیری در قالب‌ های مناسب
• عمل آوری کامل تحت شرایط کنترل شده دما و رطوبت

بتن پیش تنیده (Prestressed Concrete)

این محصول نوع خاصی از بتن مسلح است که میله‌ های تقویت کننده قبل از قرار گرفتن در بتن در آن کشیده می‌شوند. هنگام قرار دادن مخلوط بتن، میلگردهای کشیده شده در دو انتهای در محل خود قرار می‌گیرند.

نتیجه این است که وقتی بتن شروع به سخت شدن می‌کند، فولاد کششی باعث اعمال نیروی فشار مضاعف به بتن و افزایش مقاومت آن می‌شود. این ترکیب باعث می‌شود که قسمت پایین بتن مسلح در برابر کشش قوی‌ تر شده و از ایجاد ترک‌های کششی جلوگیری شود. از آنجا که پیش تنش شامل جک‌ ها و تجهیزات کششی است، بتن پیش تنیده نیز در کارخانه‌ها تولید می‌شود.

برخی از مزایای بتن پیش تنیده شامل موارد زیر هستند :

• مقاومت فشاری بتن به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
• خطر ایجاد ترک‌ های کششی در قسمت‌ های پایین تیرها به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.
• مقاومت برشی کاهش می‌یابد. این امر ضرورت وجود خاموت (stirrups) را تا حدود زیادی از بین می‌برد.
• از اجزای سبک‌تر می‌توان در بتن مسلح بدون تنش (طبیعی) استفاده کرد.
• بتن پیش تنیده در ساخت پل‌ ها، سقف‌ هایی با دهانه طولانی و اکثر سازه‌ های دارای بار مرده سنگین بسیار مورد توجه است.

بتن هوادهی شده (Air Entrained Concrete)

از دیگر انواع بتن می‌توان به نوع هوادهی شده اشاره کرد. در این بتن از هوا به شکل هزاران ذره توزیع شده یکنواخت استفاده می‌شود. بنابراین حجم هوا ممکن است بین 3 تا 6 درصد بتن باشد.

حفره هوا با افزودن مقدار کمی ‌مواد کف کننده یا گاز ساز در مرحله اختلاط حاصل می‌شود. اسیدهای چرب، الکل‌ های چرب و رزین‌ ها برخی از عوامل اصلی جذب هوا هستند. بتن هوادهی شده در برابر پوسته پوسته شدن، تخریب در اثر یخ زدگی و ذوب شدن و سایش مقاومت بیشتری دارد.

بتن سریع سخت شونده (Rapid Hardening Concrete)

این نوع بتن بیشتر در ساخت و سازهای زیر آب و مرمت جاده‌ ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجا که زمان سخت شدن این بتن به طور قابل توجهی کمتر است، فقط در عرض چند ساعت قابل سخت شدن است. بتن سریع سخت شونده همچنین در ساخت و سازهای ساختمان، جایی که کار باید سریع انجام شود نیز استفاده می‌شوند.

بتن آسفالتی (Asphalt Concrete)

بتن آسفالتی ترکیبی از سنگدانه‌ ها و آسفالت است. از این بتن در بزرگراه‌ ها، فرودگاه‌ ها و همچنین در خاکریزها بسیار استفاده می‌شود. فقط در عرض یک ساعت قابل سخت شدن هستند. به دلیل همین ویژگی، از این بتن به وفور استفاده می‌شود.

بتن مسلح شده با الیاف شیشه (Glass Concrete)

هنگامی که از شیشه بازیافتی به عنوان سنگدانه در بتن استفاده می‌شود، این نوع بتن به عنوان بتن مسلح شده با الیاف شیشه شناخته می‌شود .این بتن عایق حرارتی خوبی دارد و همچنین در مقایسه با دیگر انواع بتن، ظاهر جذاب و چشمگیری دارند.

بتن آهکی (Lime Concrete)

در این نوع بتن از آهک به عنوان ماده اتصال دهنده با سنگدانه‌ ها استفاده می‌شود. قبل از اختراع سیمان، بیشترین بتن مورد استفاده بتن آهکی بود. در عصر امروز از بتن آهکی در کف، گنبد و سایر موارد استفاده می‌شود.

بتن متراکم غلتکی (Roller Compacted Concrete)

از این بتن بیشتر به عنوان ماده پر کننده استفاده می‌شود. این بتن مقاومت بالایی ندارد و جزء بتن‌های ضعیفی محسوب می‌شود که با کمک وسایل سنگین مانند غلتک‌ ها متراکم می‌شوند. مقدار کمی سیمان در این نوع بتن استفاده می‌شود.

بتن استامپی (Stamped Concrete)

از دیگر انواع بتن می‌توان به بتن استامپی اشاره کرد. این محصول همان بتن معمولی با اندکی تفاوت است که بیشتر برای اهداف معماری استفاده می‌شوند. مخلوط بتنی استامپی از شکل و طرح متفاوت برخوردار است و روی سازه‌های بتنی قرار می‌گیرند تا یک طراحی جذاب ارائه دهد.

بتن پمپی(Pumped Concrete)

بتن پمپی برای ساختمان‌ های بلند مرتبه استفاده می‌شود که انتقال بتن بدون پمپ کار ساده‌ ای نیست. این محصول به اندازه کافی برای انتقال آسان بتن قابل اجرا است. هرچه مواد ریزتر باشند، تخلیه این بتن آسان‌ تر خواهد بود. پمپ مورد استفاده برای حمل و نقل از مواد سفت و سخت یا انعطاف پذیری ساخته می‌شود تا بتن به راحتی تخلیه شود.

بتن مکیده یا بی‌ هوا (Vacuum Concrete)

در این نوع، مقدار بیشتری آب به مخلوط بتن اضافه می‌شود و سپس مخلوط در قالب کار ریخته خواهد شد. سپس آب اضافی با کمک پمپ مکش از بتن خارج می‌شود. به همین دلیل به آن بتن مکیده گفته می‌شود.این روش برای دستیابی به مقاومت بتن در روزهای اول استفاده می‌شود. در مدت 10 روز در مقایسه با 28 روز بتن معمولی به مقاومت فشاری می‌رسد.

بتن متخلخل (Pervious Concrete)

بتن متخلخل به گونه‌ای تهیه می‌شود که بتوان آب را در آن عبور داد. این بتن حدود 15 تا 20 درصد فضای خالی دارد تا آب بتواند در آن عبور کند. از بتن متخلخل در مناطقی استفاده می‌شود که مشکلات آب طوفان همچنان ادامه دارد.

بتن پاشیده (Shotcrete Concrete)

بتن پاشیده محصولی است که به روش معمولی تهیه می‌شود اما تفاوت در این است نحوه ریختن آن در محل فرق می‌کند. این بتن با کمک فشار هوای بالا از طریق نازل‌ ها در محل ریخته می‌شوند. فایده بتن پاشیده این است که فشرده سازی و قرار دادن بتن به طور همزمان انجام می‌شود.

بتن آماده (Ready-mix Concrete)

این نوع بتن در کارخانه‌ بتن تهیه شده و توسط تراک میکسر (کامیون حمل بتن آماده) حمل می شود. 

بتن خود متراکم (Self-Consolidated Concrete)

این نوع بتن با توجه به وزنش متراکم می‌شود. در نتیجه نیازی به استفاده از ویبراتور یا انجام تراکم دستی نیست. کارایی بتن در این نوع همیشه زیاد است، به همین دلیل به عنوان بتن روان نیز شناخته می‌شود.

بتن تقویت شده با الیاف (Fiber Reinforced Concrete)

از دیگر انواع بتن می‌توان به بتن تقویت شده با الیاف اشاره کرد. در این بتن از الیاف فولادی به قطر 10 تا 20 میکرون و طول 10 تا 50 میلی متر استفاده می‌شود. الیاف مقاومت کششی و سایر خصوصیات بتن را افزایش می‌دهد. این الیاف ممکن است از مواد مختلفی مانند فولاد، پلیمر، شیشه، کربن یا حتی الیاف طبیعی مانند الیاف نارگیل باشد.

برخی از انواع الیاف‌ ها با سیمان واکنش نشان می‌دهند. از این بتن به عنوان پوششی برای روسازی در پل‌ ها، فرودگاه‌ها و کف‌ های صنعتی استفاده می‌شود. بتن مسلح شده با الیاف همچنین می‌تواند در مکان‌هایی که نیاز به افزایش مقاومت در برابر ترک خوردگی است نیز مورد استفاده قرار گیرد.

بتن خاکستر بادی (Fly Ash Concrete)

خاکستر بادی از ذغال سنگ به دست می‌آید. خاکستر بادی می‌تواند برای جایگزینی سنگدان ه‌های ریز یا سیمان یا جایگزین جزئی در هر دو مورد باشد. تا 30 درصد جایگزین سنگدانه‌های ریز و 20 درصد جایگزین سیمان گزارش شده است. خاکستر بادی باعث بهبود کارایی در بتن تازه و دوام و مقاومت در بتن سخت شده می‌شود. ذرات خاکستر بادی باید ریزتر از ذرات سیمان باشند.

بتن با مقاومت بالا (High Strength Concrete)

بتن با مقاومت بالا محصولی با مقاومت بیش از 40  نیوتن میلی متر مربع است. همچنین به عنوان بتن با عملکرد بالا (HPC) شناخته می‌شود. بتن با کارایی بالا برای دستیابی به برخی از خصوصیات خاص بتن مانند مقاومت بالا، انقباض کم، خود تراکمی، مقاومت در برابر آتش و سایر موارد استفاده می‌شود. به طور معمول، چنین مقاومت بتنی باید بیش از 60 نیوتن میلی متر مربع باشد.

ترکیبات بتن با مقاومت بالا به شرح زیر هستند:

• سیمان
• سنگدانه‌های درشت و ریز
• آب
• مواد سیمان تکمیلی مانند بخار سیلیس، خاکستر بادی، سرباره کوره بلند و سایر
• مواد روان کننده (مواد کاهنده آب زیاد)
• عوامل جذب کننده هوا (اختیاری)

بتن دوده سیلیس (Silica Fume Concrete)

بتنی که در آن از بخار سیلیس استفاده می‌شود، بتن بخار سیلیس نامیده می‌شود. بتن معمولی با نسبت سیمان و آب معمولاً همیشه دارای میکرو منافذ است که مقاومت بتن معمولی را محدود می‌کند.

بخار سیلیس از ذرات بسیار ریزی تشکیل شده‌اند (در واقع شش برابر ریزتر از ذرات سیمان). از این رو، بخار سیلیس اگر به مخلوط بتن اضافه شود، می‌توان از فضای منافذ کاسته و در نتیجه بتنی با مقاومت بالا را ایجاد کرد.

بتن پلیمری (Polymer Concrete)

پلیمریزاسیون فرآیندی است برای تبدیل مونومرها به پلیمرها. در بتن معمولی نمی‌توان از منافذ ریز جلوگیری کرد. اشباع مونومر در این منافذ و پلیمریزاسیون تکنیکی است که اخیراً برای کاهش تخلخل بتن و بهبود مقاومت و سایر خصوصیات آن ایجاد شده است.

در زیر چهار نوع مواد بتن پلیمری موجود در حال حاضر وجود دارند:

• بتن آغشته به پلیمر (PIC)
• بتن سیمان پرتلند پلیمر (PPCC)
• بتن پلیمری (PC)
• بتن پلیمری نیمه اشباع و روکش دار

بتن فرو سیمان (Ferro Cement Concrete)

نباید بتن فرو سیمان را با بتن الیافی اشتباه گرفت. فروسیمان شامل سیم‌های مشبک با فاصله نزدیک به هم است که با مخلوط غنی از ملات سیمان آغشته می‌شوند. معمولاً سیم‌های فولادی به قطر 0.5 تا 1.0 میلی متر به صورت مشبک تشکیل می‌شوند.

ملات 1: 2 به 1: 3 با نسبت سیمان آب 0.4 به 0.45 با استفاده از لایه‌های مش سیم در فولاد ساخته شده در قالب ریخته می‌شود. محتوای فولاد این بتن متشکل از 300 تا 500 کیلوگرم در متر مکعب ملات خواهد بود. از آنجا که این ماده از درصد زیادی فولاد تشکیل شده است، دارای شکل پذیری و مقاومت کششی بالایی است.

بتن پیش فشرده (Pre-packed Concrete)

به طور کلی، بتن با مخلوط کردن مواد مختلف تهیه می‌شود. با این وجود، می‌توان برخی از مواد (سنگدانه درشت) را در قالب کار بسته بندی کرد و سپس منافذ را با دوغاب سیمان و ماسه مخصوصی آماده کرد تا تمام منافذ را پر کرده و یک توده بتن تشکیل شود. یکی از مزایای بتن پیش فشرده، این است که شیرینکیج (جمع شدگی) بسیار کمی ‌دارد.

کلام آخر

در بالا انواع بتن را معرفی کردیم، حالا می‌توانید برحسب نوع کار خود، بتن مناسب را پیدا کنید. هر یک از بتن‌ها دارای خصوصیات مختص به خود هستند، به همین دلیل برای یک استفاده خاص به کار گرفته می‌شوند. به طور کلی، دنیای بتن در حال تغییر است و هر روز شاهد تولید یک نوع بتن تازه هستیم.