خواص بتن فهرستی از کیفیت هایی است که بتن دارد. تعریف این ویژگی ها به روشن شدن توانایی بتن در ارائه یکپارچگی ساختاری، دوام و عملکرد در پروژه های مختلف ساخت و ساز یا طراحی کمک می کند. از آنجایی که بتن مواد پرکاربردی است، دانستن خواص متنوع آن برای متخصصان ساختمان و صاحبان خانه هایی که به طور منظم یا دوره ای از آن استفاده می کنند ضروری است.
درک این ویژگی‌های بتن به هر کسی اجازه می‌دهد تا طراحی حیاتی و یکپارچگی ساختاری، انتخاب صحیح مصالح، اطمینان از عملکرد و دوام، و امکان نوآوری و بهینه‌سازی را در نظر بگیرد.
خواص بتن چیست؟
خواص بتن را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد: خواصی که در حالت مایع از خود نشان می دهد و آنهایی که در حالت سخت شده خود نشان می دهد.
خواص بتن تازه (فرم مایع)
بتن بلافاصله پس از فرآیند هیدراتاسیون ویژگی های خاصی را نشان می دهد که تغییرات شیمیایی است که پس از مخلوط شدن سیمان با آب شروع می شود. خواص بتن در حالت مایع یا خمیری آن، کار پذیری، زمان گیرش، خونریزی و جداشدگی است.
امر عملی
خاصیت کارپذیری، سهولت مخلوط کردن، حمل و نقل، قرار دادن و متراکم شدن آن را بدون جداسازی یا خونریزی بیش از حد توصیف می کند. این ویژگی اندازه گیری می کند که بتن چگونه می تواند در طول فرآیند ساخت و ساز به راحتی قالب گیری و شکل بگیرد. تعدادی از عوامل از جمله محتوای آب، نوع و اندازه سنگدانه، نوع و مقدار سیمان، مواد افزودنی و زمان و روش اختلاط بر کارایی بتن تأثیر می گذارد.
پروژه های متنوع به معیارهای متفاوتی از کارایی نیاز دارند. با ارزیابی کارایی بتن، متخصصان ساختمان می توانند تصمیم بگیرند که کدام بتن برای یک پروژه خاص بهترین است. کارایی از طریق اقدامات مختلفی از جمله آزمایش اسلامپ، آزمایش Vee-bee یا آزمایش ضریب تراکم بسته به نوع بتن مورد بررسی قرار می گیرد.
زمان تنظیم
زمان گیرش بتن مدت زمانی است که طول می کشد تا بتن مایع به حالت جامد تبدیل شود. این یک ویژگی مهم است زیرا نحوه مدیریت، قرار دادن و اتمام پروژه را تعیین می کند. عوامل زیادی می توانند بر زمان گیرش بتن تأثیر بگذارند، از جمله نوع بتن، نسبت آب، دمای محیط و مواد افزودنی اضافی.
زمان گیرش دو مرحله مجزا دارد: زمان گیرش اولیه و زمان گیرش نهایی. زمان گیرش اولیه زمانی است که بتن از شکل پلاستیکی خود به شکلی تبدیل می شود که دیگر قابل تغییر نیست. این مرحله اولیه است که در آن بتن در حال افزایش استحکام و سفتی است. سازندگان زمان گیرش اولیه را با استفاده از سوزن Vicat یا سایر تست های مقاومت در برابر نفوذ اندازه گیری می کنند.
گیرش نهایی زمانی است که بتن کاملاً صلب شده و آماده تحمل بارهای سنگین است. این زمان نشان دهنده پایان فرآیند تنظیم و شروع سایر فرآیندها مانند پخت یا حذف فرم است. سازندگان بتن این را با آزمایش مقاومت در برابر نفوذ اندازه گیری می کنند.
خون ریزی
خاصیت خونریزی پدیده هایی را در بتن مایع یا پلاستیک توضیح می دهد که در آن آب از مخلوط بتن جدا شده و به سطح می رسد. این امر باعث تجمع آب در سطح بتن می شود. خونریزی در بتن در اثر ته نشین شدن ذرات جامد به دلیل گرانش ایجاد می شود که منجر به جابجایی آب می شود. خونریزی بیش از حد برای بتن مفید نیست زیرا می تواند باعث تغییر شکل سطح و کاهش مقاومت و دوام شود.
تولیدکنندگان بتن محصولات خود را با استفاده از آزمایش‌های خاصی مانند آزمایش سیلندر خونریزی یا آزمایش صفحه فشار برای تعیین کیفیت خونریزی آنها آزمایش می‌کنند. سازندگان می توانند خونریزی را بر اساس نوع بتن، مقدار کمتر آب، استفاده از سنگدانه ریزتر و استفاده از افزودنی های کاهنده آب تعیین و کاهش دهند.
تفکیک
تفکیک در بتن به توزیع غیر یکنواخت مواد در سراسر مخلوط بتن اشاره دارد. این زمانی اتفاق می افتد که ذرات جامد در مخلوط، مانند سنگدانه، از سایر مواد مانند خمیر سیمان جدا شوند.
عوامل متعددی می توانند بر جداسازی بتن تأثیر بگذارند از جمله اندازه و چگالی سنگدانه، نسبت مخلوط بتن، حمل و نقل نامناسب و/یا حمل و نقل، و تحکیم یا لرزش ناکافی. پیامدهای جداسازی در بتن عدم یکنواختی مخلوط است که می تواند بر یکپارچگی و دوام سازه تأثیر بگذارد. همچنین می تواند باعث نقص سطح شود. برخی از آزمایشاتی که سازندگان برای تعیین جداسازی در بتن استفاده می کنند، آزمایش پایداری غربال و آزمایش جدول جریان است.
خواص بتن سخت شده
سازندگان بتن، بتن سخت شده را در فواصل زمانی متناوب آزمایش می کنند تا خواص خاص آن را آزمایش کنند، معمولاً بعد از اینکه بتن اجازه پخت پیدا کرد.
استحکام – قدرت
خاصیت مقاومتی بتن توانایی آن را برای مقاومت در برابر نیرو در حالی که یکپارچگی ساختاری خود را حفظ می کند، اندازه گیری می کند. این یکی از حیاتی ترین ویژگی ها در تعیین کاربری و محدوده پروژه های مناسب است. برای بتن استاندارد، مقاومت پس از 28 روز اندازه گیری می شود که زمان کافی برای ایجاد مقاومت قابل توجه است.
مقاومت فشاری – خاصیت مقاومت فشاری معیار توانایی بتن برای تحمل نیروی فشاری بدون شکست است. این حداکثر باری است که بتن می تواند قبل از ترک خوردن، تغییر شکل یا فروریختن تحمل کند. استانداردهای صنعتی مقاومت فشاری را بر حسب مگا پاسکال (MPa) یا پوند بر اینچ مربع (psi) اندازه گیری می کنند. مقاومت کششی – مقاومت کششی مقدار کششی است که بتن می تواند قبل از وارد شدن آسیب تحمل کند. مقاومت فشاری در بتن مهمترین است، اما درک مقاومت کششی برای کاربردهای خاص حیاتی است. مقاومت کششی بتن معمولاً بسیار کمتر از مقاومت فشاری آن است. استحکام کششی یک ویژگی مهم در طرح های پیش تنیده است. مقاومت خمشی – مقاومت خمشی توانایی بتن برای مقاومت در برابر نیروهای خمشی یا کششی است. این خاصیت به مقاومت کششی بتن بستگی دارد. به استحکام خمشی "مدول گسیختگی" نیز گفته می شود. این اصطلاح به حداکثر تنش در هنگام شکست در آزمایش خمشی برای یک تیر یا منشور بتنی اشاره دارد. مقاومت برشی – مقاومت برشی خاصیتی است که توانایی بتن را در مقاومت در برابر نیروهایی که باعث لغزش یا تغییر شکل لایه‌ای از بتن به موازات لایه دیگر می‌شود، اندازه‌گیری می‌کند. این می تواند زمانی اتفاق بیفتد که تیرها، ستون ها یا دال های بتنی در معرض تنش های پیچشی یا خمشی باشند.
ماندگاری
دوام خاصیتی است که ظرفیت بتن را برای مقاومت در برابر فرسودگی و حفظ کیفیت زیبایی شناختی و عملکردی آن توضیح می دهد. این ویژگی زمانی که طراحان و معماران سازه‌هایی را طراحی می‌کنند که ماندگار هستند، جزء حیاتی است. تجزیه بتن می تواند به دلایل فیزیکی، شیمیایی یا مکانیکی رخ دهد. عوامل متعددی بر دوام بتن تأثیر می‌گذارند، از جمله قرار گرفتن در معرض محیطی، مخلوط بتن، نسبت آب به سیمان، طراحی سازه، عمل آوری مناسب، و حمل و نقل با کیفیت و شیوه‌های ساخت.
سازندگان بتن دوام بتن را از طریق آزمایش های آزمایشگاهی و نظارت میدانی آزمایش می کنند. آنها نفوذپذیری بتن، مقاومت در برابر نفوذ یون کلرید، واکنش پذیری قلیایی-سیلیکا، مقاومت سولفات، مقاومت در برابر کربناته شدن و مقاومت در چرخه های انجماد و ذوب را آزمایش می کنند.
تراکم
خاصیت چگالی بتن جرم آن را در واحد حجم اندازه گیری می کند. این عددی است که توضیح می دهد که چه مقدار ماده در یک فضای معین بسته بندی شده است. چگالی بر مقاومت، دوام، خواص حرارتی و رفتار ساختاری بتن تأثیر می گذارد. اجزای مخلوط بتن چگالی آن را تعیین می کند. این شامل نوع و مقدار سنگدانه ها، سیمان، آب و هر گونه مواد تکمیلی است.
هر چه چگالی بتن بیشتر باشد، مقاومت فشاری بیشتر و جرم حرارتی بالاتری دارد. چگالی بر کارایی بتن تأثیر می گذارد. بتن با چگالی بالاتر به تخصص بیشتری در اختلاط و جابجایی نیاز دارد.
انقباض
انقباض به خاصیتی اطلاق می شود که کاهش حجم یا ابعاد بتن سخت شده در اثر واکنش شیمیایی یا فرآیند خشک شدن را توصیف می کند. این یک اتفاق طبیعی است که با تبخیر آب از مخلوط بتن اتفاق می افتد. انقباض می تواند منجر به ترک و تغییر شکل در سازه بتنی شود.
شرکت های بتن بتن خود را برای درک رفتار بالقوه انقباض آن آزمایش می کنند. آنها می توانند توصیه هایی را برای کمک به سازندگان برای کاهش انقباض بتن خود از طریق طراحی اختلاط و روش های عمل آوری مناسب، قرار دادن اتصالات حیاتی، تقویت اضافی و مواد افزودنی که کشش سطحی آب را در داخل بتن کاهش می دهد تا خشک شدن یکنواخت تر را کاهش دهند، ارائه دهند.
نفوذپذیری
خاصیت نفوذپذیری به توانایی بتن برای عبور آب و سایر مایعات از ساختار منافذ آن اشاره دارد. این کیفیت به طور مستقیم بر دوام و عملکرد بتن تأثیر می گذارد. نفوذپذیری بتن تحت تأثیر نسبت آب به بتن، دانه بندی سنگدانه ها، مواد سیمانی، زمان پخت و مواد افزودنی خاص است.
هر دو بتن با نفوذپذیری بالا و کم در زمینه های خاص ارزشمند هستند، اگرچه بتن با نفوذپذیری کم قوی تر و بادوام تر است. بتن با نفوذپذیری بالا را بتن متخلخل یا تراوا می نامند. مهندسان از این نوع بتن در کاربردهای مدیریت آب استفاده می کنند.
خواص حرارتی
خواص حرارتی به ظرفیت بتن برای هدایت، ذخیره و مقاومت در برابر جریان گرما اشاره دارد. این ویژگی نقش مهمی در بازده انرژی و عملکرد حرارتی سازه دارد. چندین معیار وجود دارد که خواص حرارتی نوع خاصی از بتن را تعیین می کند.
رسانایی حرارتی – هدایت حرارتی چگونگی هدایت گرما را توسط یک ماده اندازه گیری می کند. بتن گرما را به خوبی هدایت نمی کند، اما هر چه بتن متراکم تر باشد، گرما را بهتر هدایت می کند. مقاومت حرارتی – مقاومت حرارتی، همچنین مقدار R، نشان دهنده توانایی بتن برای مقاومت در برابر جریان گرما است. این برعکس رسانایی است. جرم حرارتی – بتن دارای جرم حرارتی بالایی است که به توانایی آن در ذخیره و جذب گرما اشاره دارد. این برای تنظیم دما از داخل خانه به بیرون مفید است. انبساط و انقباض حرارتی – بتن می تواند با تغییرات دما منبسط یا منقبض شود. در حالی که این تغییرات نسبتاً کوچکی برای بتن است، مهندسان باید این را در طراحی سازه در نظر بگیرند تا این حرکات کوچک را تطبیق دهند.
سازندگان بتن از آزمایش‌های مختلفی برای تعیین خواص حرارتی بتن از جمله آزمایش‌های هدایت حرارتی، کالری‌سنجی روبشی تفاضلی (DSC) و محاسبات مقاومت حرارتی استفاده می‌کنند.
اگر از صفحه ما خوشتان آمد لطفا با دوستان خود به اشتراک بگذارید & فیس بوک
