مراحل ساخت فونداسیون و محموله های بتنی

بررسی انواع بتن

بتن آماده، کامپوزیتی متشکل از سنگدانه ریز و درشت است که با سیمان سیال (خمیر سیمان) به صورت بهم پیوند خورده و با گذشت زمان سفت می شود (پخت می شود). در گذشته از اتصال دهنده های سیمانی مبتنی بر آهک، مانند بتونه آهک، اما گاهی اوقات با سیمان های هیدرولیکی دیگر مانند سیمان آلومینات کلسیم یا سیمان پرتلند برای تشکیل بتن سیمان پرتلند (به دلیل شباهت ظاهری آن به سنگ پرتلند) اغلب استفاده می شد.بسیاری از انواع دیگر غیر سیمانی بتن با سایر روش های اتصال سنگدانه به هم وجود دارد ، و بتن های پلیمری که از پلیمرها به عنوان اتصال دهنده استفاده می شود. بتن از ملات متمایز است.  که به طور معمول آجرها ، کاشی ها و سایر واحدهای سنگ تراشی را با هم نگه می دارد.

وقتی سنگدانه با سیمان پرتلند و آب خشک مخلوط می شود ، این مخلوط دوغاب سیالی بتن های پیش ساخته تشکیل می دهد که به راحتی ریخته و به شکل قالب اختصاصی با طراحی لوگوی خاص در می آید. سیمان با آب و سایر مواد واکنش می دهد و یک ماتریس سخت ایجاد می کند که مواد را به هم متصل می کند و به یک ماده سنگ مانند با دوام می رسد که کاربردهای زیادی دارد. غالباً ، مواد افزودنی (مانند پوزولانها یا فوق روان کننده ها) در مخلوط گنجانده می شوند تا خصوصیات فیزیکی مخلوط مرطوب یا مواد نهایی را بهبود بخشند. بیشتر بتن با مواد تقویت کننده (مانند میلگرد) تعبیه شده برای ایجاد مقاومت کششی ، در زمان درست بازده بتن مسلح ریخته می شود.

بتن یکی از مصالح ساختمانی است که بیشتر از دیگر مصالح مورد استفاده قرار می گیرد. مصرف آن در سراسر جهان ، تن بر تن ، دو برابر فولاد ، چوب ، پلاستیک و آلومینیوم است. در سطحی جهانی به صورتی پیش بینی می شود صنعت بتن آماده ، بزرگترین بخش بازار بتن ، تا سال های آینده 2025 بیش از 600 میلیارد دلار درآمد داشته باشد. این استفاده گسترده منجر به تعدادی از اثرات زیست محیطی می شود. از همه قابل توجه تر ، فرآیند تولید سیمان حجم زیادی از انتشار گازهای گلخانه ای را تولید می کند که منجر به 8 درصد خالص انتشار جهانی می شود. تحقیقات و توسعه قابل توجهی در حال انجام است تا سعی شود انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد یا بتن را به عنوان منبع تشخیص کربن در آورد. سایر نگرانی های زیست محیطی شامل استخراج گسترده غیرقانونی شن و ماسه ، تأثیرات بر محیط اطراف مانند افزایش رواناب سطحی یا اثر جزیره گرمایی شهری و پیامدهای بالقوه بهداشت عمومی از مواد سمی است. بتن همچنین برای کاهش آلودگی سایر صنایع ، گرفتن ضایعاتی مانند خاکستر مگس زغال سنگ یا باقیمانده بوکسیت و سایر باقی مانده ها استفاده می شود.

صنعت بتن زمان های قدیم

در حوادث سفر در یوكاتان توسط جان ال استیون به بتن مایا در ویرانه های اوگزمال اشاره شده است. سقف مسطح است و با سیمان پوشانده شده است. کفها در بعضی نقاط سیمانی است که در اثر قرار گرفتن در معرض طولانی عوامل محیطی شکسته شده و در زیر پاها خرد می شوند. اما در ساخت دیوار بتنی از ملات محکم و سنگ های ریز و درشت برای سختی کار استفاده می شود.

تولید مقیاس کوچک مواد مشابه بتن توسط بازرگانان نابات آغاز شد که مجموعه ای از واحه ها را اشغال و کنترل کردند و از قرن چهارم قبل از میلاد یک امپراتوری کوچک را در مناطق جنوب سوریه و شمال اردن توسعه دادند. آنها تا 700 سال قبل از میلاد مزایای آهک هیدرولیک را با برخی از خواص خود سیمان کاری، کشف کردند. آنها کوره هایی برای تأمین ملات برای ساخت خانه های قلوه سنگی ، کف بتنی و مخازن ضد آب زیرزمینی ساختند. آنها مخازن را مخفی نگه داشتند زیرا این امر باعث می شود تا ناباتایی ها در بیابان رشد کنند. برخی از این ساختارها تا به امروز زنده مانده اند.

دوران کلاسیک قطعات بتنی پیش ساخته

در دوران مصر باستان و بعداً روم ، سازندگان کشف کردند که افزودن خاکستر آتشفشانی به مخلوط اجازه می دهد تا در زیر آب قرار بگیرد.

کف بتنی در کاخ سلطنتی تیرینس ، یونان یافت شد که قدمت آن تقریباً به سالهای 1400– 1200 قبل از میلاد مسیح است. از خمپاره های آهک در یونان ، کرت و قبرس در 800 سال قبل از میلاد استفاده شده است. قنات آشپزی جروان (688 قبل از میلاد) از بتن ضد آب استفاده کرد. از بتن برای ساخت و ساز در بسیاری از سازه های باستانی استفاده شده است.

محصولات بتنی

سایر باستان شناسان از 300 قبل از میلاد تا 476 پس از میلاد به طور گسترده از بتن استفاده می کردند. در زمان امپراتوری روم ، بتن رومی (یا opus caementicium) از آهک زنده ، پوزولانا و یک سنگ پوکه ساخته می شد. استفاده گسترده از آن در بسیاری از سازه های رومی ، یک واقعه مهم در تاریخ معماری با عنوان انقلاب معماری روم ، ساخت و ساز رومی را از محدودیت های مواد سنگی و آجری آزاد کرد. این از نظر پیچیدگی ساختاری و ابعادی امکان طراحی های جدید انقلابی را فراهم می کند. کولوسئوم در رم عمدتا از بتن ساخته شده است و گنبد بتنی پانتئون بزرگترین گنبد بتنی مسلح نشده است.

بتن ، همانطور که رومی ها آن را می دانستند ، ماده ای جدید و انقلابی بود. به شکل طاق ها ، طاق ها و گنبدها گذاشته شده و به سرعت به یک توده سفت و محکم تبدیل می شدند ، عاری از بسیاری از رانش ها و کشش های داخلی که سازندگان سازه های مشابه در سنگ یا آجر که آنرا آزار می دهد.

آزمایش های مدرن نشان می دهد که مقاومت کاغذی opus به اندازه بتن سیمان پرتلند مدرن (حدود 200 کیلوگرم بر سانتی متر مربع مگاپاسکال) مقاومت فشاری داشته است. با این حال ، به دلیل عدم وجود آرماتور ، مقاومت کششی آن بسیار کمتر از بتن مسلح مدرن بود و نحوه کاربرد آن نیز متفاوت بود.

ساختار بتن های مدرن

بتن ساختاری مدرن از دو جزئیات مهم با بتن رومی متفاوت است. اولاً ، قوام مخلوط آن سیال و یکدست است و به آن اجازه می دهد تا به اشکال مختلف ریخته شود تا نیاز به لایه لایه شدن مواد افزودنی با قرار دادن سنگدانه ، که در رومی ها اغلب از قلوه سنگ تشکیل شده نباشد. دوم ، فولاد تقویت کننده یکپارچه، مقاومت زیادی در برابر کشش به مجموعه های بتونی مدرن می بخشد ، در حالی که بتن رومی برای مقاومت در برابر کشش فقط به مقاومت پیوند بتن بستگی دارد.

مشخص شده است که ماندگاری طولانی مدت سازه های بتنی روم به دلیل استفاده از سنگ و خاکسترهای پلاکلاستیک (آتشفشانی) است که به موجب آن تبلور استروتلینگیت (یک هیدرات آلومینوسیلیکات کلسیم خاص و پیچیده) و ترکیب این ماده و چسب های سیمانکاری مشابه کلسیم - آلومینیوم - سیلیکات - هیدرات به مقاومت بیشتر در برابر شکستگی حتی در محیط های لرزه ای فعال کمک می کنند. بتن رومی نسبت به بتن مدرن به طور قابل توجهی در برابر فرسایش توسط آب دریا مقاوم است. این ماده از مواد پلاكلاستیكی كه با آب دریا برای ایجاد بلورهای آل توبرموریت در طول زمان واكنش نشان می دهند ، استفاده می شود.