تعریف بتن، ترکیبات و مقاومت آن

تعریف بتن، ترکیبات و مقاومت آن

بتن، مواد ساختاری متشکل از یک ماده ذره‎ای سخت و شیمیایی بی‎اثر، معروف به سنگدانه (معمولا شن و ماسه) است که توسط سیمان و آب به هم متصل می‎شود. در میان آشوریان و بابلیان باستان، ماده پیوندی که بیشتر مورد استفاده قرار می‎گرفت، خاک رس بود.

مصریان با استفاده از آهک و گچ به عنوان چسب، ماده‎ای را بیشتر شبیه بتن مدرن ساختند. آهک (اکسید کلسیم)، مشتق شده از پوسته صدف، گچ یا صدف، تا اوایل دهه ۱۸۰۰ به عنوان عامل اصلی پوزولانی یا سازنده سیمان ادامه داشت. در سال ۱۸۲۴، یک مخترع انگلیسی، جوزف آسپدین، مخلوطی از سنگ آهک و خاک رس را سوزاند و له کرد. این مخلوط که سیمان پرتلند نامیده می‎شود، همچنان عامل سیمان غالب مورد استفاده در تولید بتن است.

سنگدانه‎ها به طورکلی به دو سایز خوب و ریز (از اندازه ۰٫۰۲۵ تا ۶٫۵ ملی متر) یا درشت (از ۶٫۵ تا ۳۸ میلی متر یا بزرگتر) تعیین می‎شوند. همه مواد سنگدانه باید تمیز و عاری از اختلاط با ذرات نرم یا مواد گیاهی باشند، زیرا حتی مقادیر کمی از ترکیبات آلی خاک منجر به واکنش‎های شیمیایی می‎شود که مقاومت بتن را به طور جدی تحت تاثیر قرار می‎دهد.

بتن با نوع سنگدانه یا سیمان مورد استفاده، با کیفیت های خاصی که از خود نشان می دهد یا با روش های تولید شده مشخص می‎شود. در بتن سازه ای معمولی، شخصیت بتن تا حد زیادی توسط نسبت آب به سیمان تعیین می‎شود. هر چه مقدار آب کمتر باشد، همه موارد دیگر برابر است، بتن قوی تر است.

این مخلوط باید به اندازه کافی آب داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که هر ذره سنگدانه کاملا توسط خمیر سیمان احاطه می‎شود، فضاهای بین سنگدانه پر شده و بتن به اندازه کافی مایع است تا بتواند به طور موثر ریخته و پخش شود. عامل ماندگاری دیگر، مقدار سیمان در رابطه با سنگدانه است. در مواردی که به خصوص بتن قوی نیاز باشد، نسبتا دانه کمتری وجود دارد.

مقاومت بتن

مقاومت بتن تحت تاثیر عوامل محیطی، به ویژه دما و رطوبت است. اگر اجازه دهید قبل از موعد خشک شود، می‎تواند تنش‎های کششی نابرابری داشته باشد که در یک حالت ناقص سخت شده نمی‎تواند مقاومت داشته باشد.

در فرآیندی که تحت عنوان عمل‎آوری شناخته می‎شود، بتن پس از ریخته شدن برای مدتی مرطوب نگه داشته می‎شود تا جمع شدن ناشی از سخت شدن کند شود. دمای پایین نیز بر قدرت آن تاثیر منفی می‎گذارد. برای جبران این، یک ماده افزودنی مانند کلرید کلسیم با سیمان مخلوط می‎شود و روند تنظیم را تسریع می‎نماید.