تولید بتن بر پایه کوارتز برای افزایش مقاومت فشاری
بتن به عنوان یکی از متداول‌ترین و مهم‌ترین مصالح ساختمانی شناخته می‌شود و به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود در احداث سازه‌های مختلف نقش بسیار مهمی دارد. از مهم‌ترین ویژگی‌های بتن می‌توان به مقاومت فشاری بالا، شکل‌پذیری پیش از گیرش، مقاومت بالا در برابر آتش‌سوزی، امکان دسترسی آسان به مواد اولیه و … اشاره کرد. مهندسان عمران همواره به دنبال پیدا کردن روش‌هایی برای افزایش مقاومت این مصالح ساختمانی کاربردی بوده‌اند. تولید بتن بر پایه کوارتز یکی از روش‌هایی است که می‌توان به کمک آن مقاومت فشاری بتن را تحت تاثیر قرار داد. در این مطلب، قصد داریم تا با نقش پودر یا پوشش کوارتز در تولید بتن با مقاومت بالا یا همان بتن HSC آشنا شویم.
بتن با مقاومت بالا (HSC) چیست؟
ارائه یک تعریف دقیق و جامع از بتن با مقاومت بالا یا همان HSC بسیار دشوار است. در واقع نمی‌توان برای بتن با مقاومت بالا تعریف مشخصی را ارائه داد. زیرا مرز موجود میان بتن معمولی و بتن با مقاومت بالا به صورت مداوم در حال تغییر است. اما می‌توان به این نکته اشاره کرد که مقاومت فشاری به عنوان اصلی‌ترین پارامتر برای تمایز قائل شدن میان بتن معمولی و HSC شناخته می‌شود. با گذر زمان و پیشرفت تکنولوژی، شاهد آن بوده‌ایم که میزان مقاومت فشاری تعیین‌شده برای تعریف بتن با مقاومت بالا افزایش پیدا کرده است.
به عنوان مثال، در دهه 1950 میلادی، مهندسان عمران مقاومت فشاری 35 مگا پاسکال را برای بتن با مقاومت بالا در نظر می‌گرفتند. با گذشت تنها یک دهه مقدار مقاومت فشاری تعیین‌شده برای بتن HSC نزدیک به دو برابر افزایش پیدا کرد و برابر با 60 مگا پاسکال در نظر گرفته شد. در حال حاضر، براساس استانداردهای در کشورهای مختلف حداقل مقدار مقاومت فشاری بتن HSC در بازه 50 تا 70 مگا پاسکال قرار می‌گیرد. برای افزایش مقاومت فشاری بتن می‌توان از مواد افزودنی مختلفی استفاده کرد. تولید بتن بر پایه کوارتز نیز یکی از روش‌های موجود برای تولید بتن HSC به شمار می‌آید.
باید به این نکته اشاره کرد که در حال حاضر، مهندسان عمران با استفاده از تکنولوژی روز دنیا توانسته‌اند در فعالیت‌های آزمایشگاهی خود موفق به تولید بتن با مقاومت فشاری بیش از 300 مگا پاسگال شوند. البته با وجود این پیشرفت‌های چشمگیر در قرن 21 میلادی، درباره استفاده از بتن با مقاومت بالا همچنان ابهامات و چالش‌های فراوانی وجود دارد.
مهم‌ترین مواد اولیه مورد استفاده برای تولید بتن بر پایه کوارتز
پس از آشنایی با مفهوم بتن با مقاومت بالا (HSC) نوبت به آن می‌رسد که به بررسی مواد اولیه مورد استفاده برای تولید بتن بر پایه کوارتز بپردازیم. همان‌طور که اشاره کردیم، مهم‌ترین هدف از استفاده از مواد افزودنی در ترکیبات بتن کمک به افزایش میزان مقاومت این مصالح ساختمانی است. یکی از سوالاتی که برای مهندسان عمران به وجود می‌آید، این است که برای تولید بتن با مقاومت بالا بر پایه کوارتز از چه موادی استفاده می‌شود و هر یک از این مواد چه نقشی را در بهبود خواص بتن ایفا می‌کنند؟
مهم‌ترین مواد و ترکیبات به کاررفته برای تولید این نوع از بتن عبارتند از:
- سیمان: برای رسیدن به مقاومت مورد نظر معمولا از سیمان پرتلند استفاده می‌شود
- کوارتز: کوارتز در کنار ماسه نقش بسیار مهمی را در گسترده شدن دانه‌بندی پرکنندگی ایفا می‌کنند و برای دستیابی به مقاومت فشاری مورد نظر موثر است
- روان‌کننده‌ها: یکی از ضروری‌ترین مواد اولیه برای تولید بتن با مقاومت بالا، استفاده از روان‌کننده‌های مناسب است
تاثیرگذاری کوارتز بر خواص و ویژگی‌های بتن با مقاومت بالا
بسیاری از مهندسان با تولید نمونه‌های مختلف بتن بر پایه کوارتز به بررسی نقش و میزان اثرگذاری این ماده افزودنی بر خواص و ویژگی‌های بتن با مقاومت بالا پرداخته‌اند. با توجه به نتایج برخی از آزمایش‌های انجام‌شده در این زمینه، می‌توان به این نتیجه رسید که استفاده از پودر یا پوشش کوارتز در ترکیب بتن با مقاومت بالا می‌تواند میزان مقاومت فشاری بتن را افزایش دهد. البته باید به این نکته توجه داشت که افزایش بیش از اندازه مقدار کوارتز می‌تواند اثرگذاری معکوسی داشته باشد و در نهایت باعث کاهش مقاومت فشاری شود.
از طرف دیگر، در بتن بر پایه کوارتز می‌توانیم مشاهده کنیم که افزایش مقدار کوارتز می‌تواند باعث افزایش حالت تردی بتن شود. در این حالت شکستن بتن به سرعت باعث متلاشی شدن آن خواهد شد. به همین علت، مهندسان عمران پیشنهاد می‌کنند که برای تولید بتن با مقاومت بالا بر پایه کوارتز بهتر است که از الیاف میکرو فیبر نیز استفاده شود.
همان‌طور که می‌دانید، افزایش مقاومت بتن باعث کاهش شکل‌پذیری این ماده می‌شود. به همین علت، زمانی که به بررسی نمونه‌های بتن حاوی کوارتز می‌پردازیم، مشاهده می‌کنیم که پس از ایجاد شکست، اندازه ترک‌های ایجادشده بر روی سطح بتن بیشتر است. در نتیجه، اضافه کردن بیش از اندازه کوارتز می‌تواند باعث افزایش احتمال ترک خوردگی بتن شود.
خرید بتن آماده از مجموعه صنعتی ستوده بتن
استفاده از مواد افزودنی به منظور افزایش مقاومت فشاری بتن و تولید بتن با مقاومت بالا یا همان HSC یکی از اهدافی به شمار می‌آید که در طول چند دهه گذشته مورد توجه مهندسان عمران قرار گرفته است. نتایج آزمایش‌های انجام‌شده بر روی نمونه‌های بتنی به ما ثابت می‌کند که تولید بتن بر پایه کوارتز می‌تواند باعث بهبود برخی از خواص بتن مانند مقاومت فشاری شود. البته باید توجه داشت که زیاده‌روی در استفاده از کوارتز می‌تواند اثرگذاری معکوس داشته باشد.
ستوده بتن به عنوان یکی از اصلی‌ترین تولید‌کنندگان بتن در شرق استان تهران شناخته می‌شود که به طور کامل نیاز پروژه‌های احداث‌شده در این مناطق را تامین می‌کند. شما نیز می‌توانید در صورت نیاز به خرید بتن برای احداث پروژه‌های ساختمانی خود با کارشناسان ما در مجموعه ستوده بتن تماس بگیرید.
سوالات متداول
آیا با تولید بتن بر پایه کوارتز می‌توان مقاومت فشاری بتن را افزایش داد؟
اضافه کردن درصد مشخصی از کوارتز به ترکیبات اولیه بتن می‌تواند مقاومت فشاری بتن را به طرز قابل قبولی افزایش دهد و در نهایت منجر به تولید بتن HSC شود.
مقاومت فشاری بتن با مقاومت بالا (HSC) چقدر است؟
حداقل مقدار مقاومت فشاری تعیین‌شده برای بتن‌های HSC در بازه 50 تا 70 مگا پاسکال قرار دارد.
آیا استفاده بیش از اندازه از ماده کوارتز باعث شکنندگی بتن می‌شود؟
بله، استفاده بیش از اندازه از کوارتز می‌تواند باعث ایجاد ترک‌هایی با ابعاد بزرگ در سطح بتن شود.