آشنایی با بتن ویژه و انواع آن

بتن به‌عنوان پرکاربردترین مصالح در ساخت و ساز به‌شمار می‌رود. خیلی از افراد تصور می‌کنند که بتن صرفا از تشکیل آب، سیمان و سنگدانه با نسبت‌های مشخصی به دست می‌آید. شاید این یکی از روش‌های تولید بتن باشد؛ اما واقعیت این است که همه چیز در آن خلاصه نمی‌شود. شاید برای شما جالب باشد که بیش از ۵۲ نوع بتن در حال حاضر تولید می‌شود که هر کدام خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی دارند. اینجاست که پای مفهومی به نام بتن ویژه به میان می‌آید. در این مطلب قصد داریم به معرفی انواع بتن‌های ویژه پرکاربرد در کشور بپردازیم. دعوت می‌کنیم تا پایان با ما همراه باشید.

سفارش و خرید: لوله داربست

بتن ویژه چیست؟

بتن ویژه به نوعی خاصی از بتن اطلاق می‌شود که با استفاده از روش‌های متفاوت از بتن معمولی تولید می‌شود. پیشرفت‌های فناوری شرایط را به‌گونه‌ای رقم زده است که می‌توان بتن‌هایی با خواص مکانیکی منحصربه‌فرد را تولید کرد. برای این منظور ممکن است ترکیب مواد اولیه تولیدکننده بتن تغییر کند. به‌عنوان مثال با اضافه کردن برخی از مواد افزودنی با نسبت مشخص به مواد اولیه، خصوصیات جدیدی را به بتن اضافه می‌کنند یا برخی از خصوصیات آن را تقویت می‌نمایند. حتی ممکن است که با دستکاری کردن نحوه اختلاط یا درصد مواد اولیه در فرآیند تولید بتن، به محصولات ویژه‌ای دست پیدا کنند.

انواع بتن ویژه

همان طور که اشاره کردیم تاکنون بیش از ۵۲ مدل بتن ویژه در دنیا تولید شده است. معرفی تمام این بتن‌ها از حوصله مقاله خارج است. به همین دلیل تصمیم گرفتیم تا تعدادی از پرکاربردترین انواع بتن ویژه در ایران را معرفی کنیم. دعوت می‌کنیم که این قسمت را با دقت بالاتری دنبال کنید.

۱. بتن سبک (Lightweight Concrete)

بتن سبک به‌نوع خاصی از بتن ویژه گفته می‌شود که در مقایسه با بتن معمولی چگالی به‌مراتب کمتری دارد. چگالی بتن سبک بین ۲۵۰ تا ۱۸۴۰ کیلوگرم بر مترمکعب متغیر است. دلیل پایین بودن چگالی این بتن، استفاده از سنگدانه‌های سبک در فرآیند تولید آن است. وزن سبک این بتن باعث می‌شود که از هزینه‌های ساخت یک سازه کاهش پیدا کند. به علاوه اینکه آثار مخرب ناشی از پدیده‌هایی مانند زلزله کمتر می‌شود. در عین حال نباید فراموش کنید که مقاومت بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی کمتر است. انواع بتن سبک را نیز می‌توان در سه گروه سازه‌ای، غیر سازه‌ای و متوسط طبقه‌بندی کرد.

مطلب مرتبط: چگونه بتن سبک بسازیم؟

۲. بتن خود تراکم یا خود تراز (Self Compacting Concrete)

معمولا در زمان بتن‌ریزی معمولی از دستگاه ویبراتور برای ایجاد ارتعاش در ساختار بتن استفاده می‌شود. این عملیات با هدف جلوگیری از ایجاد فضای خالی درن ساختار بتن صورت می‌گیرد. نوع خاصی از بتن ویژه وجود دارد که ژاپنی‌ها برای نخستین بار تولید کردند. این محصول که بتن خود تراکم نام دارد، بدون نیاز به ویبراتور، جاری می‌شود و در هنگام بتن ریزی هیچ فضای متخلخل درون ساختار آن باقی نمی‌ماند.

علاوه بر سیمان و آب در فرآیند تولید بتن خود تراز از افزودنی‌هایی مانند پودر سنگ، خاکستر بادی، میکروسیلیس، روان‌کننده‌ها و مواد حباب‌زا نیز استفاده می‌شود. نسبت ترکیب هر یک از مواد اولیه و افزودنی برای دستیابی به محصول نهایی با کیفیت اهمیت بسیار زیادی دارد.

این بتن ساختار خود را به‌خوبی حفظ می‌کند و مقاومت بالایی نیز دارد. این ویژگی بتن خود تراز باعث می‌شود که عملیات بتن ریزی در ساخت و ساز سرعت پیدا کند. ویبراتور سروصدای بسیار زیادی را تولید می‌کند و که با انتخاب بتن خود تراکم از این چالش نیز رهایی پیدا می‌کنید. به علاوه اینکه این بتن می‌توان به‌راحتی برای بتن‌ریزی در مناطق با دسترسی دشوار در پروژه‌ها استفاده کرد.

۳. بتن پرمقاومت (High Strength Concrete)

مقاومت بتن معمولی در برابر بارهای وارده در محدوده بین ۲۰ تا ۴۰ مگاپاسکال قرار می‌گیرد. نوعی بتن ویژه با مقاومت بالا تولید می‌شود که میزان مقاومت آن بالاتر از ۴۰ مگاپاسکال است. استفاده از بتن پرمقاومت در پروژه‌ها باعث کاهش ابعاد سازه و مصالح مصرفی می‌شود. به این ترتیب بار مرده سازه کمتر می‌شود و این موضوع در افزایش ایمنی سازه‌ها نقش بسزایی دارد. برای دستیابی به بتن پرمقاومت تغییرات ویژه‌ای در فرآیند تولید در نظر گرفته می‌شود که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش نسبت آب به سیمان
• استفاده از میکروسیلیس به‌عنوان ماده افزودنی
• استفاده از سنگدانه‌های با مقاومت و تراکم بیشتر
• کاهش حداکثری اندازه سنگدانه‌ها

بتن پرمقاومت نفوذپذیری کمی دارد و در شرایط آب و هوایی مختلف عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهد. همچنین به دلیل وجود میکروسیلیس در ترکیب این نوع بتن، مقاومت در برابر خوردگی و سایش آن نیز تا حد زیادی افزایش پیدا می‌کند.

۴. بتن غلتکی (Roller Compacted Concrete)

بتن غلتکی یکی دیگر از انواع بتن ویژه است که با حرکت غلتک روی سطح آن متراکم می‌شود. میزان تخلخل در این بتن خیلی کم است. به همین دلیل نفوذپذیری کمی دارد. در تولید این بتن‌ها هم می‌توان نسبت سیمان به سایر مواد اولیه را کاهش داد و هم امکان افزایش مقدار سیمان وجود دارد. در مورد اولی هزینه تولید بتن کاهش پیدا می‌کند؛ اما بتن غلتکی با سیمان زیاد، مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد. بتن‌های غلتکی معمولا در پروژه‌های عمرانی سطح سازی و همچنین اجرای فونداسیون کاربرد دارند.

۵. بتن پاشیده (Shotcrete Concrete)

گاهی اوقات بتن تولید شده روی یک سطح پاشیده می‌شود و به همین دلیل تحت عنوان بتن پاشیده شناخته می‌شود. این نوع بتن ویژه با هدف ایجاد لایه‌ای متراکم، خودنگهدار و باربر در پروژه‌های عمرانی استفاده می‌شود. معمولا اگر قالب‌بندی در یک پروژه دشوار یا پرهزینه باشد، به سراغ بتن پاشیده می‌روند. چرا که در این حالت قالب‌بندی حذف می‌شود. همچنین در فرآیند بهسازی و تقویت پروژه‌های عمرانی مانند سد‌ها، پل‌ها و ساختمان‌ها، بتن پاشیده کاربرد دارد. در تولید این بتن معمولا نسبت آب به سیمان بین ۳۵ تا ۵۰ درصد متغیر است و از سنگدانه‌های با سایز حداکثر ۲۰ میلی متر استفاده می‌شود.

بیشتر بدانید: بتن غیر مسلح چیست و چه کاربردهایی دارد؟

۶. بتن پمپی (Pumped Concrete)

نوع خاصی از بتن ویژه که قابلیت پمپ شدن دارد را با نام بتن پمپی می‌شناسند. این بتن‌ها معمولا تا فاصله ۳۵۰ متر روی زمین و تا ارتفاع ۴۵ متر با استفاده از پمپ پرتاپ می‌شوند. حداکثر نسبت آب به سیمان در تولید بتن پمپی برابر ۴۵ درصد است. انواع پمپ‌های قابل استفاده برای جابجایی این پمپ‌ها را می‌توان در سه گروه زیر دسته‌بندی کرد:

• پمپ پیستونی: بتن با استفاده از نیروی ناشی از حرکت رفت و برگشتی پمپ در مسیر مشخصی هدایت می‌شود.
• پمپ مکنده: با عبور غلتک‌هایی از روی یک لوله منعطف، شرایط مکش درون لوله ایجاد می‌شود و به این ترتیب بتن موجود درون لوله در مسیر خاصی انتقال پیدا می‌کند.
• پمپ هوای فشرده: در این پمپ با استفاده از فشار هوای فشرده، بتن در لوله‌ای هدایت می‌شود.

۷. بتن الیافی (Fibrous Concrete)

یکی از قدیمی‌ترین انواع بتن ویژه سابقه استفاده از آن به هزاران سال قبل برمی‌گردد، بتن الیافی است. مهم‌ترین ویژگی‌های بتن الیافی را می‌توان در شکل‌پذیری مناسب، امکان جذب انرژی، مقاومت بالا در برابر ترک خوردن و همچنین افزایش مقاومت در برابر بارهای دینامیکی خلاصه کرد.

برای تولید بتن الیافی از مواد اولیه مختلفی مانند سیمان هیدرولیکی، آب، شن، ماسه، پزولان، مواد افزودنی و الیاف‌هایی از جنس فولاد، شیشه، کربن، پلی پروپیلن، آزبست، میکا، کنف یا مواد نانو استفاده می‌شود. همچنین مهم‌ترین موارد کاربرد بتن الیافی را می‌توان به‌صورت زیر برشمرد:

• ساخت باند فرودگاه
• تقویت بتن‌های قدیمی و درز‌های آن‌ها
• ایجاد لایه محافظتی نفوذناپذیر برای لایه‌های بتن زیرین

۸. بتن زودرس (High Early Strength Concrete)

در بین انواع بتن ویژه، کوتاه‌ترین زمان گیرش مربوط به بتن زودرس است. کاهش زمان گیرش بتن باعث می‌شود که مقاومت آن افزایش پیدا کند و به علاوه این سرعت اجرای پروژه را افزایش می‌دهد. عملیات حرارتی و هیدراتاسیون که در فرآیند تولید روی بتن انجام می‌گیرد باعث کوتاه شدن زمان گیرش آن می‌شود. این بتن‌ها به هیچ عنوان در مناطق گرمسیری مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. چرا که در اثر دمای بالای هوا، احتمال ایجاد ترک در این بتن‌ها افزایش پیدا می‌کند.

۹. بتن سنگین (Heavyweight Concrete)

یکی دیگر از انواع بتن ویژه، بتن سنگین است که با نام بتن حفاظتی نیز شناخته می‌شود. این نوع بتن چگالی بیشتری نسبت به بتن معمولی دارد. چگالی این محصول معمولا بین ۳۲۰۰ تا ۶۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. وزن بالای بتن سنگین مقاومت آن در برابر بارهای وارده بین ۷۰ تا ۱۴۰ مگاپاسکال افزایش می‌دهد.

به‌علاوه اینکه نفوذپذیری این محصول به شدت کاهش می‌یابد. از بتن سنگین به هیچ عنوان در پروژه‌های عمرانی معمولا استفاده نمی‌شود؛ چراکه توجیه اقتصادی ندارد. معمولا در ساخت تاسیسات حساس مانند نیروگاه‌ها یا مراکز هسته‌ای بتن سنگین کاربرد دارد. این نوع بتن جلوی عبور تشعشع‌های خطرناک را نیز می‌گیرد.

۱۰. بتن پیش آکنده (Preplaced Aggregate Concrete)

گاهی اوقات برای تولید بتن ویژه، ابتدا مصالح سنگی با دانه‌بندی درشت را درون قالب می‌ریزند. سپس ملات ماسه و سیمان را به قالب اضافه می‌کنند. محصول به دست آمده در این حالت با نام بتن پیش آکنده شناخته می‌شود. معمولا از این محصول برای مرمت و تعمیر سازه‌های بتنی استفاده می‌شود. حتی می‌توان برای بتن‌ریزی سازه‌های زیر آب نیز روی این محصول حساب کرد. از جمله مهم‌ترین ویژگی‌های بتن پیش آکنده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بدون نیاز به ویبراتور در زمان بتن‌ریزی
• مصرف سیمان کمتر برای تولید بتن
• مقاومت بالا در برابر نفوذ آب و سایر سیالات (آب بندی مناسب)
• امکان طراحی و اجرای نماهای خاص در سازه‌های عمرانی

۱۱. بتن مکیده (Vacuum Concrete)

وجود آب اضافی در ترکیب با سیمان، باعث کاهش مقاومت و دوام بتن می‌شود. این مشکل بزرگی است که در بسیاری از بتن‌های معمولی با آن سروکار داریم. نوع خاصی انواع بتن ویژه وجود دارد که آب اضافی موجود در ساختار بتن مکیده و خارج می‌شود. این محصول با نام بتن مکیده شناخته می‌شود.

از جمله مهم‌ترین مزایای بتن مکیده می‌توان به کاهش زمان گیرش بتن‌، تقویت مقاومت بتن در برابر بارهای خارجی، کاهش تخلخل در سطح بتن و دستیابی به ترکیب یکنواخت اشاره کرد. برای خارج کردن آب اضافی موجود در بتن از پمپ‌های خلاء استفاده می‌شود. این پمپ‌ها قادر هستند حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد آب موجود در بتن را کاهش دهند.

۱۲. بتن پلیمری (Polymer Concrete)

برای تولید بتن ویژه می‌توان از مواد پلیمری نیز استفاده کرد. این نوع بتن‌ها نفوذپذیری کمی دارند  به همین دلیل دوام بتن پلیمری در مقایسه با بتن‌های معمولی تولید شده با سیمان پرتلند بیشتر است. از دیگر مزایای بتن‌های پلیمری می‌توان به عایق الکتریکی، سختی بالا، کاهش حجم مصالح مصرفی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی، چسبندگی بالا، قابل استفاده در شرایط جوی مختلف و همچنین زمان گیرش کوتاه اشاره کرد.

همه این‌ها در حالی است که هزینه تولید بتن پلیمری خیلی زیاد است. برای ساخت این بتن‌ها معمولا از پلیمر‌هایی مانند پلی استر، اپوکسی، پلی متیل متا اکریلیک و … استفاده می‌شود. قیمت بالای این محصول باعث شده تا استقبال چندانی از آن در پروژه‌های عمرانی به عمل نیاید.

۱۳. بتن سفید (White Concrete)

طبیعی است که رنگ نهایی بتن حاصل ترکیب مواد اولیه آن است. بتن‌های معمولی با رنگ طوسی شناخته می‌شوند. نوع خاصی از بتن ویژه وجود دارد که ظاهر آن سفید رنگ است. برای تولید بتن سفید از سنگ‌دانه‌های سفید رنگ استفاده می‌شود. به علاوه اینکه سیمان مورد استفاده از در تولید این محصول نیز از انوع پرتلند سفید است. به این ترتیب محصول نهایی نیز سفید رنگ خواهد بود که می‌توان برای نمای پروژه‌های عمرانی از آن استفاده کرد.

۱۴. بتن حجیم (Mass Concrete)

در اثر ترکیب سیمان و آب، یک واکنش گرمازا رخ می‌دهد. به این ترتیب دمای داخل بتن در زمان تولید تا حد زیادی افزایش پیدا می‌کند. اگر این گرما تخلیه نشود، شاهد افزایش قابل توجه حجم بتن خواهیم بود. در فرآیند تولید بتن‌های معمولی اجازه تخلیه حرارت داده می‌شود؛ اما برای تولید بتن ویژه حجیم، شرایط را به‌گونه‌ای کنترل می‌کنند تا بخش زیادی از حرارت درون بتن باقی بماند. به این ترتیب شاهد افزایش حجم محصول نهایی خواهیم بود. علاوه بر آن در تولید بتن حجم از سنگدانه‌های با سایز بزرگ‌تر از ۱۵۰ میلی متر استفاده می‌شود. از بتن حجیم در پروژه‌های عمرانی بزرگ مانند ساخت سد‌ها، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و … استفاده می‌شود.

کلام پایانی

در این مطلب به معرفی تعدادی از پرکاربردترین انواع بتن ویژه در کشور پرداختیم. همان‌طور که مشاهده کردید، هر کدام از این محصولات از ویژگی‌ها و کاربردهای منحصربه‌فردی برخوردار بودند. به این فهرست می‌توان تعداد زیادی از سایر مدل‌‌های بتن ویژه را نیز افزود. کدام نوع از انواع بتن‌های ویژه را می‌شناسید که می‌توان به این مقاله اضافه کرد؟ حتما نظرات خود در این زمینه را با ما در میان بگذارید.