یک معرفی ساده از بتن.

بتن چيست :

بتن ماده ای تشکيل شده از:
1-شن (سنگ دانه های درشت دانه از 0.5تا 2.5 سانتيمتر است )
2- ماسه ( سنگ دانه های کوچک تر از 2.5 سانتيمتر است )
3-سيمان که در بتن نقش اتصال سنگ دانه ها را دارد که در ارتباط مستقيم با مقاومت بتن است .
4-آب در بتن نقش روان کردن بتن برای کارايي بهتر و انجام عمليات هيدراتاسيون را داراست .
برای داشتن اندازه مناسب و نسبت اختلاط شن و سيمان محاسباتی خاص انجام می شود و اين نسبت را به عنوان طرح اختلاط می نامند. برای محاسبه مقدارمناسب آب به سيمان w/c تعريف می شود که عموماً بهترين مقدار آن 0.5 است. 0.25 مقدار آب به سيمان صرف روان کنندگی بتن و 0.25 ديگر آن صرف انجام عمل هيدراتاسيون می شود هرچه مقدار آب به سيمان کمتر شود کمتر شود بتن قویتری خواهيم داشت . اما با کاهش آب از مقدار روانی و کارائی بتن هم کاسته خواهد شد . برای حل مشکل از روان کننده ها استفاده می شود و همچنين بهترين حالت افزايش مقاومت بتن را با افزودن ميکروسيليس خواهيم داشت.

نواقص و آسيب های رايج بتن :
1- کرمو شدن
2- نواقص سطح بتن : که ناشی از موارد زير می باشد :
الف) کنج ها ب) ترک ها ج)نشتی د ) درز قالب ه) ناهمواری های سطح
3- عدم وجود پوشش مناسب (cover) کاور در آيين نامه بتن ايران(آبا) ستون و تير 3.8 و در دال 2 سانتی متر و در فوندانسيون و سازه های کنار دريا 7 سانتی متر می باشد .

مواد افزودنی بتن:
ماده افزودنی بتن ماده‌ای است به غیر از سیمان پرتلند، سنگدانه، و آب، که به صورت گرد یا مایع، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به آن افزوده می‌شود. مواد افزودنی به دو گروه موادافزودنی‌های شیمیایی و مواد افزودنی‌های معدنی تقسیم می‌شوند.

الف)افزودنی‌های شیمیایی بتن:
بر اساس آیین نامه بتن ایران (آبا) افزودنی‌های شیمیایی به پنج گروه زیر تقسیم می‌شوند:
1_حباب‌سازکاهنده آب
2_دیرگیرکننده
3_زودگیرکننده
4_روان‌کننده
5_کاهنده اب
الف)افزودنی حباب هواساز:
در مهندسی عمران، به هر گونه ایجاد عمدی حباب‌های ریز هوا در بتن، دَربَرگیری هَوا و به ماده‌ای که برای این کار به کار می‌رود افزودنی حباب هواساز گفته می‌شود.
اضافه کردن مواد حباب‌ساز به بتن سبب تولید حباب‌های ریز هوا در داخل بتن و بین سنگ دانه‌ها می‌شود. این حباب‌ها باید پس از سخت شدن بتن یا ملات در آن باقی بمانند.
کاریرد:
افزایش دوام بتن در برابر یخ بستن و ذوب شدن پیاپی
مقاومت بتن در برابر پوسته شدگی سطح ناشی از یخ زداهای شیمیایی
افزایش کارایی بتن و نفوذناپذیری بتن سخت شده به میزان زیاد
افزایش میزان روانی بتن
دادن حالت ارتجاعی و فنری به بتن
کاهش جدا شدن دانه‌ها و آب انداختن بتن
مواد حباب‌ساز:
چربی‌های طبیعی
اسید استتاریک
اسید اولئیک
مواد کف کننده
پودر آلومینیوم در مجاورت قلیایی‌ها
ترکیبات شوینده
ب)دیرگیرکننده:
دیرگیرکننده‌ها یا مواد افزودنی کندگیرکننده بتن یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن طبق آیین‌نامه بتن ایران (آبا) است. این مواد جهت پایین آوردن فرآیند آب‌گیری در بتن استفاده می‌شوند. معروفترین دیرگیرکننده شکر می‌باشد. مقاومت نهایی بتن در حالت استفاده از دیرگیرکننده و بدون آن تفاوت چندانی نداد.

کاربرد:
به تاخیر انداختن گیرش بتن
بتن‌ریزی‌های حجیم
جلوگیری از ایجاد ترکهای ناشی از گیرش در بتن‌ریزی‌های پیاپی
حمل بتن در فاصله‌های طولانی
انواع:
دیرگیرکننده
دیرگیرکننده و کاهنده معمولی آب
دیرگیرکننده و کاهنده قوی آب


ج)زودگیرکننده:
زودگیرکننده‌ها یا مواد افزودنی تسریع‌کننده بتن یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن طبق آیین نامه بتن ایران (آبا) است. این مواد جهت افزایش سرعت فرآیند آب‌گیری در بتن استفاده می‌شوند. معروفترین کندگیر کننده‌ها کلرید کلسیم، کربنات سدیم و ترکیبات آلومینات می‌باشد.

کاربرد:
افزایش سرعت گیرش بتن
در مناطقی که به دلیل سرمای شدید امکان یخ بستن آب بتن وجود دارد.
محل‌های که بدیل کمبود تعداد قالب، نیاز به باز کردن سریع قالب باشد.
انواع:
زودگیرکننده
زودگیرکننده و کاهنده معمولی آب
د)روان‌کننده:
رَوان‌کننده‌ها یا مواد افزودنی خمیری‌کننده و روان‌کننده بتن یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی به بتن طبق آیین نامه بتن ایران (آبا) است. همچنین برای بهبود کارایی بتن تازه از این مواد استفاده می‌شود.

کارایی:
بهبود خواص مخلوط‌های بتن خشن
ساخت بتن قابل پرداخت با ماله آهنی
بتن‌ریزی قطعات با تراکم زیاد آرماتور
بتن‌ریزی با لوله
تهیه بتنی فوق‌العاده روان
انواع:
معمولا روان کننده‌ها به دو دسته روان کننده‌های معمولی و فوق روان کننده‌ها تقسیم می‌شوند. در بازار روان کننده‌ها به دو صورت مایع و پودری وجود دارند.
ه)کاهنده آب:
ماده افزودنی کاهنده آب به منظور تقلیل مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن، یا افزايش روانی بتن در شرایط یکسان میزان آب مصرفی به کار می رود.
انواع:
اين مواد به دو نوع زير تقسیم بندی میشوند:
کاهنده معمولی
کاهنده قوی آب
ب)افزودنی های معدنی بتن:
1)پوزولان‌ها:
پوزولان‌ها عبارتند از مواد سیلیسی یا سیلیسی و آلومینی که خود به تنهایی فاقد ارزش چسبانندگی بوده و یا دارای ارزش چسبانندگی کم هستند، اما به شکل بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم در دمای معمولی ترکیب‌هایی با خاصیت سیمانی به وجود می‌آورند.
واژه پوزولان از پوزولی (Pozzuoli) منطقه ای در ایتالیا گرفته شده كه حدود ۲۰۰۰ سال پیش برای اولین بار پوزولان در آنجا پیدا شده است.
اگر چه بتن داراي پوزولان، نسبت به بتن با سيمان پرتلند آهسته تر به مقاومت اولیه می رسد، اما مقاومت نهايي (ultimate strength) آن، برابر يا بيشتر از مقاومت بتن با سيمان پرتلند مي باشد.

مزایا:
مصرف مواد پوزولانی در بتن می‌تواند یک یا چند خاصیت مشروح زیر باشد:
کاهش میزان سیمان
کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرایند آب‌گیری سیمان
بهبود کارآیی بتن
افزایش مقاومت بتن
افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوزپذیری
صرفه ی اقتصادی
بالابردن مقاومت در برابر حمله اسیدها و قلیاییسنگدانه ها
جلوگیری از ترک خوردن سطحی گسترده بتن
کاهش بتن ریزی
انواع:
پوزولان‌ها بر دو نوعند:
پوزولان‌های طبیعی خام و یا تکلیس شده: خاکستر‌های آتشفشانی
پوزولان‌های صنعتی: خاکستر بادیfly ash، دوده سیلیس، سربازه كوره های آهن گذاری، خاكستر پوسته برنج، رس كلسینه

2)افزودنی های شبه سیمان بتن:
افزودنی های شبه سیمان بتن یکی از انواع افزودنی‌های معدنی بتن طبق آیین نامه بتن ایران (آبا) است. این مواد خاصیت پنهان هیدرولیکی دارند و وقتیکه بنحوی مناسب فعال شوند خواص سیمانی پیدا می کنند و نسبت به خاکستر بادی و دیگر مواد پوزولانیشباهت بیشتری به سیمان معمولی دارند.
3) رنگ‌دانه‌های بتن:
افزودنی های معدنی خنثی و رنگدانه ها بتن یکی از انواع افزودنی‌های معدنی بتن طبق آیین نامه بتن ایران (آبا) است. این مواد باید در مقابل نور و قلیایی ها مقاوم باشند و در واکنش های آبگیری سیمان دخالت نکنند.
کاربرد:
بهبود کارآیی و چسبندگی، بتن دارای مواد ریز دانه کم
استفاده بعنوان سنگدانه های بتن
انواع:
اکسید آهن (رنگ های قرمز، قهوه ای، سیاه، و زرد)
اکسید کرم (رنگ سبز)

دسته بندي مواد افزودنی بتن در استاندارد ASTM C494:
استانداردهاي مختلف از جمله BS و ASTM اقدام به دسته بندي انواع افزودني هاي بتن نموده اند. اين دسته بندي در استاندارد ASTM تحت عنوان ASTM C494 بشرح ذيل در 7 گروه انجام شده است:
Type A– افزودني كاهنده آب (Water reducing admixture)
اين مواد كه اصطلاحا موسوم به روان كننده ميباشند باعث كاهش آب طرح اختلاط بتن مي شوند .
Type B– افزودني تاخير دهنده گيرش (Retarding admixture)
اين مواد كه به نام ديرگير بتن شناخته مي شوند، باعث به تعويق افتادن زمان گيرش اوليه و نهائي بتن مي شوند .
Type C– افزودني تسريع كننده گيرش (Accelerating admixture)
اين مواد كه به نام زودگير بتن مشهور مي باشند، باعث كاهش زمان گيرش اوليه و نهائي بتن و تسريع در روند كسب مقاومت در سنين كم بتن مي شوند .
Type D– افزودني كاهنده آب و تاخير دهنده گيرش (Water reducing & Retarding admixture)
اين مواد كه به روان كننده-ديرگير بتن موسوم هستند، ضمن اينكه مقدار آب مورد نياز براي ساخت بتن را كاهش مي دهند، باعث به تعويق افتادن زمان گيرش اوليه و نهائي بتن نيز مي شوند .
Type E– افزودني كاهنده آب و تسريع كننده گيرش (Water reducing& Accelerating admixture)
اين مواد روان كننده-زودگير بتن مي باشند و ضمن اينكه مقدار آب مورد نياز براي ساخت بتن را كاهش مي دهند، باعث تسريع در زمان گيرش و نيز روند كسب مقاومت بتن در سنين كم مي شوند.
Type F– افزودني كاهنده آب به مقدار زياد (Water reducing admixture-high range)
اين مواد كه به عنوان فوق روان كننده ها مطرح مي شوند، باعث كاهش آب مورد نياز براي ساخت بتن به مقدار 12 درصد يا بيشتر مي شوند و نسبت به Type A از قدرت بيشتري برخوردارند.
Type G– افزودني كاهنده آب به مقدار زياد و تاخير دهنده گيرش
(Water reducing admixture -high range & Retarding)
اين مواد كه به عنوان فوق روان كننده-ديرگير شناخته مي شوند، ضمن آنكه باعث كاهش آب مورد نياز براي ساخت بتن به مقدار 12 درصد يا بيشتر مي شوند، زمان گيرش را نيز به تاخير مي اندازند و نسبت به Type D از قدرت بيشتري برخوردارند