ابزارینو |
بتن سنگین یا بتن چگال (Heavyweight concrete) بتنی است که به دلیل داشتن میزان بالاتری از مصالحی مثل سنگدانه‌ها و همچنین عناصری همچون باریت و مگنتیت وزن بالاتری نسبت به انواع دیگر بتن دارد به صورتی که وزن مخصوص آن بالاتر از 2600 کیلوگرم بر حسب متر مکعب است و می‌تواند تا 8900 کیلوگرم بر حسب متر مکعب برسد. گفتنی است کاربرد اصلی بتن سنگین برای محافظت موجودات زنده در برابر تشعشعات هسته‌ای است.
با ابزارینو همراه باشید تا بگوییم بتن سنگین چیست و چه وزن و کاربردی دارد.
آنچه در این مطلب می‌خوانید:
بتن سنگین چیست؟
ما در بلاگ ابزارینو تابه‌حال انواع بتن را معرفی کردیم و امروز می‌خواهیم درباره اینکه بتن سنگین چیست صحبت کنیم، حتماً شما هم در کنار بتن سبک، با نام بتن سنگین برخورد کرده‌اید و شاید برایتان سوال شده باشد که بتن سنگین چیست؟
بتن سنگین به بتنی گفته می‌شود که علاوه بر شن و ماسه در آن از متریال‌های فلزی نیز استفاده می‌کنند تا علاوه بر افزایش وزن، حجم آن تغییر نکند؛ بنابراین در تعریف بتن سنگین می‌توان گفت بتنی که در آن از مواد فلزی همچون براده‌های فواد، سولفات باریم و چدن استفاده شده و مقاومت آن نیز بسیار بیشتر است.
سایت concrete درباره اینکه از چه چیزهایی در بتن سنگین استفاده می‌شود می‌نویسد:
در بتن سنگین از سنگدانه‌های طبیعی مانند باریت یا مگنتیت یا سنگدانه‌های ساخته شده از آهن یا شات سرب استفاده می‌کند.
concrete.org.uk
کاربرد بتن سنگین
بیشترین استفاده از بتن سنگین برای حفاظت در برابر تشعشعات پزشکی و هسته‌ای است. در زیر به برخی از این کاربردها اشاره شده است:
- حفاظت در برابر تشعشعات هسته‌ای
- حفاظت در برابر تشعشعات پزشکی هسته‌ای
- کارگذاری خطوط لوله‌های دریایی
- افزایش بار مرده ساختمان
چگالی و وزن بتن سنگین چقدر است؟
بتن سنگین به دلیل همان عناصری که در بالا گفتیم حداقل چیزی بین ۱٫۵ تا ۲٫۵ برابر بیشتر از بتن‌های معمولی وزن دارد.
به صورت کلی چگالی بتن سنگین با توجه به نوع سنگدانه متفاوت است، اگر از باریت‌ها در اختلاط این بتن استفاهد شود، چگالی آن تا 3500 کیلوگرم بر حسب متر مکعب افزایش خواهد یافت. این رقم یعنی وزن بتن سنگین در مقایسه با بتن معمولی حداقل 45% بیشتر است.
در صورتی که بتن سنگین با مگنتیت ساخته شود چگالی آن تا 3900 کیلوگرم بر متر مکعب نیز افزایش خواهد یافت که این یعنی 60% وزن بیشتر در مقایسه با بتن معمولی.
اما بالاتر از این هم خواهد بود و بتن سنگین در صورتی که با شات آهن و سرب به عنوان سنگدانه ترکیب شود، وزنی معادل 5900 کیلوگرم بر متر مکعب [یعنی چیزی نزدیک به 6 تن در هر متر مکعب!] خواهد داشت که این مقدار می‌تواند تا 8900 کیلوگرم بر متر مکعب نیز افزایش یابد.
در جدول زیر می‌توانید تفاوت وزن بتن سنگین با سایر بتن‌ها را مشاهده کنید:
| نوع بتن | وزن بتن (بر متر مکعب) |
| بتن سبک | 300 تا 2000 |
| بتن معمولی | 2000 تا 2600 |
| بتن سنگین | بالای 2600 |
| بتن سنگین با باریت | 3500 |
| بتن سنگین با مگنتیت | 3900 |
| بتن سنگین با شات آهن و سرب | 5900 تا 8900 |
بتن چگال از چه چیزی ساخته می‌شود؟
شاید فکر کنید که در بتن سنگین مقدار آب و سیمان بیشتر است در حالی که اینگونه نیست و مقدار آن تفاوتی با بتن معمولی ندارد.
اما نسبت سنگدانه‌ها خیلی بیشتر است، برای جابجایی این بتن می‌توان از همان تجهیزات حمل و نقل بتنی متداول استفاده کرد اما نکته مهم این است که به دلیل سنگینی، فشار زیادی به قالب می‌آورد.
به دلیل سنگینی و تراکم بیشتر جهت ویبره زدن نیاز به انرژی بیشتری است بنابراین باید از انواع شیلنگ ویبراتور های بسیار قدرتمند با پوکرهای 3 اینچی استفاده کرد.
گفتنی است برای ویبره کردن این نوع بتن فواصل ویبره باید نزدیک‌تر به هم باشد تا بتن به خوبی ویبره شود.
ویژگی‌های بتن سنگین
همانگونه که پیداست بتن سنگین به دلیل داشتن عناصر و سنگدانه‌های بیشتر استحکام و نفوذناپذیری بیشتری دارد. در جدول زیر مهم‌ترین ویژگی‌های بتن سنگین را بررسی کردیم:
| ویژگی | توضیح |
| قدرت بسیار بالا در برابر ترک بتن | بتن‌های معمولی و سبک راحت‌تر ترک می‌خورد ولی بتن سنگین به سختی ترک می‌خورد. |
| نفوذناپذیری در برابر اشعه‌های مضر | تشعشعات هسته‌ای از جمله این موارد است به همین دلیل در آزمایشگاه‌های پزشکی هسته‌ای، نیروگاه‌های هسته‌ای و غیره استفاده می‌شود. |
| مقاومت کششی بسیار بالا | در برابر فشارها مقاومت بالایی دارد. |
| مقاومت سایشی زیاد | این بتن در مقایسه با بتن‌های معمولی و سبک فرسایش کمتری دارد. |
| وزن بالا | همانگونه که از نام آن پیداست به دلیل سنگدانه‌های بیشتر و عناصری مثل باریت وزن بالاتری دارد. |
| تراکم بالاتر | این بتن تراکم بالاتری در هر متر مکعب دارد به همین دلیل وزن یک متر مکعب آن بیشتر از سایر بتن‌ها است. |
| مقاومت در برابر حریق | بتن سنگین کاملا ضد حریق است. |
| پایین بودن ضریب انبساط حرارتی | این بتن در مجاورت با گرما کمترین انبساط را خواهد داشت و به همین دلیل ترک نمی‌خورد. |
| مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی | این بتن به دلیل داشتن سنگدانه‌های بیشتر کمتر در مجاورت هیدراته‌ها قرار می‌گیرد. |
بتن سنگین در کجا استفاده می شود؟
تابه‌حال از خودتان پرسیده‌اید که امکان حساس نظامی، هسته‌ای، موشکی و امنیتی از چه موادی ساخته می‌شود؟ شاید پیش خودتان گفته باشید از همین بتن‌های معمولی ساخته شده اما میزان استفاده از آن‌ها بیشتر بوده است. درحالی‌که اینگونه نیست. در واقع آنچه برای ساخت مراکز حساس به‌ویژه مراکز نظامی به کار می‌رود، بتن سنگین است.
این بتن‌ها قادر است اشعه‌های مختلفی مثل اشعه ایکس و اشعه ایگرگ را از خود عبور ندهد! در واقع بتن سنگین مانع عبور اینگونه اشعه‌ها شده و به همین دلیل برای استفاده در ساخت مراکز نظامی و هسته‌ای از آن‌ها استفاده می‌کنند. به‌این‌ترتیب از عبور مواد رادیواکتیو و خطرناک برای سلامتی انسان و محیط‌زیست جلوگیری به عمل می‌آید.
