بتن، یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی است. این ماده به‌خاطر ویژگی‌هایی که دارد، در بسیاری از فضاها با کاربری‌ها و عملکردهای مختلف، چه در خارج ساختمان چه داخل آن استفاده می‌شود.
ما در این مقاله از تاریخچه بتن، ساختمان بتن، خواص و ویژگی‌های فیزیکی، ظاهری و شیمیایی‌اش اطلاعات کامل و دقیقی قرار داده‌ایم.
با ما همراه باشید.
1. تاریخچه بتن
تصویر یک (تخت جمشید ساخته شده از بتن)
امروزه، بتن از نظر استفاده، جز مصالح ساختمانی کاملا نوین است ولی در عین حال ماده‌ای قدیمی و کلاسیک محسوب می‌شود. نمونه‌هایی از این ماده با‌ارزش را می‌توان در ساختمان‌های ایران باستان مانند تخت‌جمشید شیراز مشاهده کرد.
رومی‌ها از اقوامی بودند که سنگ آهک و خاکستر آتش‌فشان یا پودر نرم رس‌های سوخته را با یکدیگر تركیب می‌كردند و برای ساخت یک بنا در کنار آب از آن استفاده می‌كردند. در این‌جا بود كه تركیب مواد موجود در خاكستر و رس (سیلیس و آلومینای فعال) در تركیب با آهك، ماده چسبنده (بتن) را تولید كرد.
حتما بخوانید: همه چیز درباره سنگ آنتیک + جذاب ترین مدل های جدید
2. ساختمان بتن
تصویر دو (نوعی تکسچر بتن)
کلمه «بتن» را به توده حجیمی می‌گویند که از تركیب نسبت‌های مناسبی از سیمان، سنگ‌دانه‌ها و آب تولید می‌شود.
به‌طور خلاصه، نحوه تولید بتن به این صورت است كه، آب و سیمان با واكنش‌های شیمیایی خود، ماده‌ای چسبنده ایجاد می‌کنند که باعث می‌شود سنگ‌دانه‌ها به یکدیگر بچسبند؛ در این حالت ماده (بتن) تولید می‌شود که یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی دنیای امروز است.
3. آشنایی با بتن
تصویر سه (مواد اولیه بتن در حالت تازه و نرم)
به‌علت ارزان بودن، در دسترس بودن اجزای تشکیل‌دهنده‌اش، شکل‌پذیری، دوام و مقاومت بالایش توجه زیادی به بتن می‌شود و به همین خاطر جزء مصالح پرمصرف جهان به شمار می‌رود.
در هنگام استفاده از بتن در ساختمان سازی، باید از وسایل و ابزارهای صحیح استفاده کرد و بر روی کیفیت آن نظارت داشت. به‌طور کلی، بتن باید چه در حالت تازه (پیش از استفاده) و همچنین در زمان سخت شدن (پس از استفاده) خصوصیات رضایت‌بخش داشته باشد.
- در حالت تازه (پیش از استفاده)، نرمی و روانی مخلوط بتن باید در حدی باشد که بتوان آن را با ابزارهای موجود و کمترین فشار، متراکم کرد. همچنین باید از چسبندگی کافی برخوردار باشد تا در هنگام ریختن آن، مواد تشکیل‌دهنده‌اش از هم جدا نشوند.
- در حالت سخت‌شده (پس از استفاده)، بتن باید مقاومت فشاری بالایی داشته باشد (دوام، مقاومت کششی، نفوذناپذیری، مقاومت در برار سایش و مقاومت در برابر سولفات‌ها متناسب با مقاومت فشاری است.) زیرا این نشان می‌دهد بتن سالم و خوب است.
حتما بخوانید: همه چیز درباره معماری مدرن + تاریخچه
4. خواص بتن
تصویر چهار (بتن استفاده شده در تیر ساختمان)
4.1. خواص ظاهری
بتن، خاکستری رنگ بوده و شکل و بافت خاصی ندارد. به‌سادگی به شکل قالب خود در می‌آید.
4.2. خواص فیزیکی
- وزن: وزن بتن، بیشتر به تراکم قطعه بتن و نوع دانه‌های آن بستگی دارد؛ هرچه دانه‌های سنگی سبک‌تر باشند، قطعه بتن سبک‌تر و هرچه سنگین‌تر باشند، بتن وزن بالاتری دارد.
- عمل یخ زدن: همان‌طور كه درجه حرارت بتنی که با آب اشباع شده‌است، کم می‌شود، بتن منبسط می‌شود و زمانی که مقدار فشار منبسط‌کننده در بتن از مقاومت کششی آن بیشتر شود، بتن خسارت خواهد دید!
- تخلخل در بتن: میزان تخلخل در بتن بین 8 تا 25 درصد محاسبه شده كه با بالا رفتن آن، بتن خواصی مانند مقاومت در برابر یخبندان و نیرو را از دست می‌دهند.
4.3. خواص مکانیکی
- مقاومت فشاری: مرغوبیت بتن، در حقیقت به مقاومت آن در برابر فشار بستگی دارد. میزان آن به‌وسیله آزمایش فشاری روی نمونه‌های مختلف پس از یک دوره زمانی حدودا 28 روزه مشخص می‌شود.
- مقاومت کششی: مقاومت کششی بتن بسیار کم و مقدار آن در حدود 10 تا 20 درصد مقاومت فشاری آن است.
- مقاومت در برابر نیروی برشی: تعیین این مقاومت از طریق محاسبات به‌دست می‌آید. مقدار آن در حدود 1/5 تا 2 برابر مقاومت کششی بتن است.
4.4. خواص شیمیایی
- اثر اسیدها: اسیدها خسارات چشم‌گیری به بتن سخت شده وارد می‌کنند.
- اثر بازها: بازها بر روی بتنی که از مصالح سنگی مقاوم تهیه شده‌اند اثری ندارند.
- سفیدک: خارج شدن ترکیبات آهک از بتن در بعضی از شرایط باعث تشکیل رسوبات املاح روی سطح بتن می‌شود. برای مثال: وقتی آب از بین بتنی که خوب متراکم نشده‌است، عبور کند بر روی سطح بتن، تبخیر می‌شود و در آن محل سفیدک ظاهر می‌شود.
5. مراحل تولید بتن
تصویر پنج (بتن ریزی با حجم کم)
5.1. بتن سازی
برای ساختن یک مترمکعب بتن معمولا 1/2 مترمکعب شن و ماسه، سیمان و آب را به نسبت مشخص ترکیب می‌کنند. در هنگام ترکیب کردن آن‌ها باید درنظر داشت که دانه‌های سنگی تماما توسط دوغاب سیمان ترکیب شوند و مخلوط یک‌رنگی به‌دست آید.
بتن را در وسایل و توسط ماشین آلات گوناگونی تهیه می‌نمایند اما حجم‌های خیلی کم بتن را می‌توان با به‌کار بردن وسایل غیرمکانیزه تهیه نمود. در غیر این صورت باید آن را به وسیله دستگاه بتن‌ساز که آن‌ها هم گونه‌های متفاوتی دارند، تهیه نمود.
5.2. بتن ریزی
بتن را معمولا به وسیله ابزار خاص بتن ریزی درون قالب‌های از پیش حاضر شده می‌ریزند و سپس به روش‌های مختلف سعی در خارج کردن هوای داخل آن می‌کنند.
5.3. تراکم بتن
پس از مرحله بتن ریزی، مرحله تخلیه هوا بلافاصله شروع می‌شود و آن عبارت است از خالی کردن حجم بتن از هوا. این عمل را توسط وسایل مکانیکی و غیرمکانیکی انجام می‌دهند.
5.4. عمل آوردن بتن
عمل آوردن بتن فرایندی است که بتن طی آن از آفت رطوبت در امان می‌ماند و دمای بتن در وضعیت رضایت‌بخشی حفظ می‌شود. عمل آوردن بتن باید بلافاصله پس از تراکم بتن آغاز شود تا بتن را از عوامل زیان‌بار حفظ کند.
5.5. نگهداری از بتن
زمانی که بتن شروع به خودگیری می‌کند باید آن را در برابر اتفاقات و عوامل جوی و طبیعی حفظ کرد. به عنوان مثال: آفتاب، باعث از دست رفتن آب و در نتیجه سوختن بتن می‌شود. جریان هوا نیز این مساله را تشدید می‌کند.
برای جلوگیری از سوختن بتن برای مدت یک هفته یا بیشتر سطح آن را مرطوب نگه می‌دارند.
حتما بخوانید: جدیدترین و جذاب ترین تکنولوژی های معماری 2020
6. انواع بتن
تصویر شش (کفسازی ساختمان به کمک مصالح مقاوم بتن)
تراکم مصالح تشکیل‌دهنده بتن و مشخصات آن‌ها محصولات بتنی را به دو دسته اصلی تقسیم می‌کند:
- بتن سبک: از سنگ‌دانه‌های سبک‌تر تشکیل شده‌است و مقدار زیادی هوا و گازهای دیگر به همراه دارد!
- بتن سنگین: از سنگ‌دانه‌های سنگین و حجم بالا تشكیل شده‌است.
از بتن های سبک برای ایزولاسیون حرارتی، شیب‌بندی، بارگذاری و ساختن دیوارها و از بتن های سنگین برای کفسازی روی پی، بتن مسلّح (تقویت بتن با فولاد) و... استفاده می‌شود.
7. انواع محصولات بتنی
تصویر هفت (استفاده از بتن پیش ساخته در پروژه)
با بالا رفتن مهاجرت به شهرها و گسترش جمعیت در آن‌ها، نیاز به خانه و ساختمان روز به روز افزایش پیدا می‌کند. این مساله متخصصان علوم ساختمانی را وادار کرد تا در کارخانه‌ها قطعات بتنی را سخت و آماده مصرف کنند.
این پیشرفت محصولات بتنی را به دو دسته اصلی: در محل ریخته‌شده و محصولات بتنی پیش ساخته تقسیم کرد.
از جمله نمونه‌های محصولات بتنی می‌توان به: بتن پیش ساخته، بتن کارگاهی و بتن در نما اشاره کرد.
♦ منبع: کتاب مصالح ساختمانی، سام فروتنی
حتما بخوانید: مراحل ساختمان سازی در طراحی معماری به زبان ساده
