بتن سنگين

براساس تعريف موسسه ACI، بتن سنگين بتنى میباشد كه اصولاً داراى وزن اختصاصی بیشتری نسبت به بتن هاى معمولى میباشد. در ایجاد بتن سنگين به جاى شن و ماسه از خرده‌هاى فولاد، چدن و يا سولفات باريم به کارگیری مى‌شود. وزن منحصربه‌فرد بتن سنگين حدود ۱/۵ تا ۲/۵ برابر وزن اختصاصی بتن معمولى میباشد. بتن سنگين براساس گونه و اندازه سنگدانه مصرفى و شيوه تراكم و تخليه، مى‌تواند جرم مخصوصی بيش از ۶۴۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب داشته باشد. درصورتی که جرم اختصاصی بتن معمولى حدود ۲۴۰۰ و بتن سنگين ۶۴۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب فرض شود، جهت تهيه يك ادغام همگن و يكنواخت، سوای اينكه فشار اضافى بر تجهيزات مكانيكى اعمال گردد، بايد از ۴۰ درصد ظرفيت اسمى دستگاه مخلوط كن مصرف شود.

با افزايش چگالى بتن، خصوصيات زيادى از بتن افزايش يافته يا دستخوش تغيير خواهد شد. يكى از مهمترين اين خصوصيات، مقاومت سايشى بتن میباشد. بتن سنگين همواره هزينه تولید بيشترى نسبت به بتن هاى معمولى دارااست.

کاربرد بتن سنگین

بتن سنگین به صورت ويژه تحت عنوان سپر محافظ در مقابل تشعشع به كار مى‌رود.

گزینش بتن برای حفاظت تابشی به گونه و شدت تابش و الزامات فضا بستگی داراست.

کارایی حفاظ بتنی در قبال تشعشات نسبتاًً با جرم مخصوص بتن متناسب میباشد.

جرم مخصوص بیشتر، حفاظ موثرتری تولید می نماید.

بعضی از سنگدانه ها از آب بلوری به اسم آب پیوندی تشکیل‌شده‌اند

که بخشی از ساختار آن ها را تشکیل می دهد.

به همین دلیل در شرایطی که کاهش پرتوهای گاما و تابش نوترونی هر دو ضرورت داشته باشد‌،

اکثر وقت ها از سنگدانه های سنگین با مقدار آب بلوری بالا به کارگیری میگردد‌.

برای کاهش تابش نوترونی، به ترکیبات بتن سنگین، شیشۀ بور نیز اضافه میشود.

این گونه بتن در تولید وزنه هاى تعادلى و در مواردى كه

سوای افزايش حجم نياز به افزايش بار مرده بنا وجود دارد نيز، گزینه به کارگیری قرار میگیرد.

با وجود اینکه استحصال، حمل، شكستن و دانه بندى سنگدانه ها جهت تهيه بتن سنگين پرهزينه میباشد

و اختلاط، حمل و نقل و ريختن آن هزينه بالاترى نسبت به بتن معمولى دارااست.

در مکانهایی که نیاز به مقاومت سایشی بالایی میباشد نیز از بتن سنگین به کارگیری میشود.

سنگدانه های بتن سنگین

کلید دست یابی به ایجاد بتن سنگین،

در گزینش سنگدانه مطلوب برای آن میباشد.

براین اساس کیفیت و گونه سنگدانه مهم ترین فاکتور در فرآیند ساخت آن میباشد.

در مرحله اولیه، سنگدانه های بتن سنگین،

بایستی حداقل قانون ها و معیارهای مطلوب برای سنگدانه های معمول از قبیل ASTM C33 را دارا باشند.

وزن منحصر به فرد سنگدانه های عادی نزدیک به ۲۴۰۰ کیلوکرم بر متر مکعب میباشد،

این مقدار برای سنگدانه های سنگین ۴۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب خواهد بود.

در کل گزینش سنگدانه براساس خصوصیات فیزیکی، قابلیت دسترسی و هزینه انجام میگردد.

سنگدانه های سنگین می بایست تا حد معقولی عاری از

مواد ریز، روغن و مواد خارجی تاثیر گذار بر پیوستگی بتن باشند.

سنگدانه ها می بایست نسبتاًً شکل مکعبی داشته و ذرات پولکی یا این که دراز زیادی در آن نباشد.

برای ایجاد بتن سنگین از سنگدانه های سنگین مانند باریت، فروفسفر، ژئوتیت، هماتیت، ایلمنیت، لیمونیت، مگنتیت و ذرات پانچی فولادی چربی زدایی گردیده به کارگیری می شود. در مواقعی که به مقدار آب بلوری بالایی احتیاج میباشد، می‌توان از سوپانتیت ( که مقداری سنگین تر از سنگدانۀ عادی میباشد) یا این که بوگیت استفاده نمود. در مواقعی هم که به بتنی با جرم مخصوص بیشتراز ۴۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب احتیاج میباشد، از ذرات پانچی فولادی و ساچمه به کار گیری میشود.

مواد افزودنی

گهگاه برای بهبود مختصات حفاظت نوترونی بتن از مواد افزوده بوری مانند کولمانیت (هیدرات برات کلسیم)، بورفریت و بورکلسیلت به کار گیری می شود. به هر حال این مواد ممکن میباشد بر روی گیرش و مقاومت اولیه بتن تاثیر معکوس داشته باشند. براین اساس برای انتخاب مطلوب بودن این مواد می بایست طرح اختلاط‌های آزمایشی در موقعیت کارگاهی تهیه و تنظیم کرد. برای دستیابی به مقدار آب بلوری ۰/۵% تا ۵% می‌قدرت سنگدانه ها را با لیمونیت ادغام کرد.

خصوصیات بتن سنگین

برای تامین لازمات حالت کار، می‌توان خصوصیات بتن سنگین را در هر دو حالت تازه و سخت گردیده، با طرح اختلاط مطلوب طراحی کرد. خصوصیات فیزیکی بتن سنگین به غیر از جرم مخصوص، مشابه بتن عادی میباشد. مقاومت فشاری بتن سنگین نیز تابع نسبت آب به سیمان میباشد. به این ترتیب برای هر مجموعه ویژه‌ای از مصالح، می‌توان به مقاومت‌هایی قابل مقایسه با بتن های عادی دست پیدا کرد. از‌آنجا‌که هر حفاظت تابشی دارنده لازمات ویژه‌ای میباشد، برای انتخاب نسبت های مخلوط مطلوب، می بایست با به کارگیری از مصالح موجود و شرایط کاری، ترکیب هایی آزمایشی تهیه کرد.

شیوه های اختلاط بتن ریزی بتن سنگین

طرز های بتن ریزی بتن سنگین به عبارتی شیوه های مورد به کارگیری برای بتن عادی میباشد. متداولترین طرز های اختلاط و بتن ریزی بتن سنگین به شرح ذیل میباشد:

شیوه های مرسوم: در به کار گیری از روشهای مرسوم برای ریختن بتن های سنگین، بایستی از اضافه بارکردن مخلوط کن خودداری کرد، به ویژه در امر سنگدانه های بسیار سنگینی همچون ذرات پانچی فولادی اندازه ادغام را می بایست تا حدود ۵۰% ظرفیت اسمی مخلوط کن کاهش بخشید. از‌آنجا‌که بعضی سنگدانه های گزینه به کار گیری در بتن سنگین تماماً ترد و شکننده می‌باشند. برای پرهیز از شکسته شدن سنگدانه ها می بایست از ترکیب کردن زیاد بتن دوری کرد.
شیوه های سنگدانه پیش آکنده: درین طرز سنگدانه های درشت از پیش در درون قالب ها ریخته گردیده و بعد دوغابی متشکل از ماده سیمانی، ماسه و آب از روش لوله پمپ می شود تا فضاهای خالی بین سنگدانه ها پر شود. از این طریق می‌توان برای ریختن بتن عادی و سنگین در فضاهای محدود و در حوالی اقلام تو عمل بهره برد. براین اساس جداشدگی سنگدانه درشت به ویژه ذرات پانچی و ساچمه‌های فولادی به حداقل کاهش پیدا می نماید. همینطور با این شیوه جمع شدگی ناشی از خشک شدن، کم شده و بتنی با جرم مخصوص و ادغام یکنواخت ساخته می‌گردد.
شیوه پمپاژ: پمپاژ بتن سنگین از روش خطوط لوله در مکان‌هایی با فضای محدود سودمند میباشد. به جهت جرم مخصوص بالاتر، بتن سنگین را نمی‌توان به اندازه بتن عادی پمپاژ کرد.
شیوه میل کوبی: درین شیوه لایه‌ای از ملات (ادغام سیمان و ریزدانه) به ضخامت ۵۰ میلیمتر در قالب‌ها ریخته می شود و آن‌گاه با لایه‌ای از سنگدانۀ درشت پوشانده می شود. در نهایت درشت دانه ها با میل زنی یا این که لرزاندن داخلی به داخل ملات رانده می شوند. در‌این نحوه بایستی اعتنا کرد تا سنگدانه ها به طور یکنواخت در بتن شوند.

بتن آرکا

برای بازدید از سایت دیگر ما اینجا کلید کنید.

با تشکر از دیدن شما

فرسودگی بتن و تخریب بنا

بتن سنگين – طرح اختلاط، ویژگی ها و کاربرد