سایتی برای مهندسین عمران

دانلود جزوات درسی.دانلود مقالات آموزشی.انواع برنامه های عمرانی.تحقیقات علمی و...

بتن‌هاي ويژه

در بسياري از موارد نام بتن فهرست شده خود نشانگر خصوصيت يا شرايط بتن است . نامهاي تجاري ارائه نشده اند . در اين فصل برخي از بتنهاي متداولتر شرح داده مي شوند .  بتن سبک سازه ای بتن سبک بتنی است که جرم واحد حجم آن به مقدار قابل توجهی از بتن ساخته شده با شن یا سنگدانه های شکسته کمتر است . محدودۀ جرم مخصوص خشک کوره ای این بتنها از 240 تا 3kg/m 1850 و محدودۀ مقاومت فشاری آنها از MPa 7/0 تا بیش از MPa40 متفاوت است . در استاندارد CSA A233.1 بتن سبک سازه ای بتنی تعریف شده است که مقاومت فشاری 28 روزۀ آن از MPa 20 بیشتر بوده و جرم مخصوص هوا خشک آن از 3kg/m 1850 بیشتر نباشد . بتنی نیمه سبک سازه ای نیز دارای همین مقاومت فشاری است ، امام جرم مخصوص هوا خشک آن بین 1850 تا 3kg/m 25000 است . برای کاربردهای سازه ای معمولاً زمانی از بتن سبک استفاده می شود که کاربرد آن به کاهش هزینه کلی
سازه ای با کاهش بارهای مرد
ۀ روی سازه به دلیل استفاده از فولاد آرماتوربندی کمتر ، هزینۀ پایین تر پی و بنابراین هزینۀ کلی کمتر جبران می شود . همچنین استفاده از بتن سبک سازه ای در گسترش یا نوسازی ساختمانهای موجود نیز دارای مزیت است .  بتن اسفنجی اتوکلاوی بتن اسفنجی اتوکلاوی نوع ویژه ای از مصالح ساختمانی سبک است . این بتن از ملات حاوی مواد سیلیسی پودر شده (ماسه ، سرباره یا نرمه خاکستر) ، سیمان و / یا آهک و آب ساخته می شود و به آن افزودنی گاز سازی همچون پودر آلومینیم اضافه می شود . در اثر واکنش شیمیایی آلومینیم با آب قلیایی هیدروژن تولید می شود که باعث ایجاد منافذ میکروسکوپی به قطر mm5/0 تا mm5/1 در ملات می شود . سپس این بتن با بخار تحت فشار (اتوکلاو) به مدت 6 تا 12 ساعت و با دمای oC 190 و فشار MPa 2/1 عمل آوری می شود . بدین ترتیب خمیر ملات که عمدتاً از هیدراتهای کلسیم سیلیکات تشکیل شده سخت می شود . جرم مخصوص این مصالح ساختمانی متخلخل معدنی 300 تا 3kg/m 1000 و مقاومت فشاری آن 5/2 تا MPa10 است . به دلیل مقدار زیاد منافذ میکروسکوپی موجود در بتن اسفنجی اتوکلاوی ( تا 80 درصد حجمی ) ، ضریب هدایت گرمایی آن تنها 15/0 تا W/(m.k) است . بتن اسفنجی اتوکلاوی برای احداث ساختمانهای مسکونی یا تجاری به صورت بلوک یا پانل تولید می شود . ( شکل 18-6) در ACI 523.2R زیر عنوان « راهنمای بتن اسفنجی پیش ساخته » اطلاعات بیشتری وجود دارد . بتن سنگین جرم مخصوص بتن سنگین به حدود 3kg/m 6400 می رسد . از بتن سنگین اصولاً به عنوان حفاظ پرتوگیر استفاده می شود اما به عنوان وزنۀ تعادل و دیگر کاربردهایی که سنگین وزن اهمیت دارد نیز مورد استفاده قرار می گیرد . بتن سنگین به عنوان مصالح محافظ پرتوگیر در مقابل تاثیرات زیان بخش پرتوهای X ، پرتوهای گاما و تابش نوترونی حفاظت ایجاد می کند . انتخاب بتن برای حفاظت تابشی به الزامات فضا و نوع و شدت تابش بستگی دارد . در مواردی که الزامات فضا فاقد اهمیت است ، بتن معمولی معمولاً اقتصادی ترین حفاظت را ایجاد می کند . در فضاهای محدود ، بتن سنگین امکان می دهد تا بدون فدا کردن تاثیر حفاظ پرتوگیر از ضخامت حفاظ کاسته شود . مقدار جرم مخصوص و آب بتن محافظ پرتوگیر معمولاً براساس نوع و شدت تابش تعیین می شود . کارایی حفاظ بتنی در برابر پرتوهای گاما تقریباً با جرم مخصوص بتن متناسب است . جرم مخصوص بیشتر ، حفاظ موثرتری ایجاد می کند . از طرف دیگر حفاظ موثر در برابر تابش نوترونی مستلزم هر دو عامل جرم مخصوص بالا و پایین است . هیدروژن موجود در آب عنصر سبک موثری در حفاظ بتنی است . برخی سنگدانه ها از آب بلوری به نام آب پیوندی تشکیل شده اند که بخشی از ساختار آنها را تشکیل می دهد . به همین دلیل چنانچه کاهش پرتوهای گاما و تابش نوترونی هر دو ضرورت داشته باشد ، اغلب از سنگدانه های سنگین با مقدار  آب بلوری بالا استفاده می شود . برای کاهش تابش نوترونی شیشۀ بور نیز اضافه می شود .  سنگدانه های سنگین برای تولید بتن سنگین از سنگدانه های سنگین مانند باریت ، فروفسفر ، ژئوتیت ،؛ هماتیت ، ایلمنیت ، لیمونیت ، مگنتیت و ذرات پانچی فولادی چربی زدایی شده استفاده می شود . در مواردی که به مقدار آب بلوری بالایی احتیاج است ، می توان از سوپانتیت ( که کمی سنگین تر از سنگدانۀ معمولی است ) یا بوگیت استفاده کرد .در جدول 18-3 جرم مخصوص ظاهری معمول ، چگالی و درصد آب بلوری برخی از این مصالح ارائه شده است . این مقادیر از اطلاعات حاصل از تعداد زیادی آزمایش یا پروژه های گزارش شده در نشریات تخصصی جمع آوری شده اند . در مواردی که به بتنی با جرم مخصوص بیش از 3kg/m 4800 احتیاج است ، از ذرات پانچی فولادی و ساچمه استفاده می شود . به طور کلی انتخاب سنگدانه براساس خصوصیات فیزیکی ، قابلیت دسترسی و هزینه انجام می شود . سنگدانه های سنگین باید تا حد معقولی از مواد ریز ، روغن و مواد خارجی تاثیر گذار بر پیوستگی خمیر با ذرات سنگدانه یا هیدراسیون سیمان عاری باشند . از کارایی خوب ، جرم مخصوص حداکثر و صرفه جویی اقتصادی ، سنگدانه ها باید تقریباً شکل مکعبی داشته و ذرات پولکی یا دراز در آن زیاد نباشد .  مواد افزوده گاهی برای بهبود خصوصیات حفاظت نوترونی بتن از مواد افزودۀ بوری مانند کولمانیت ( هیدرات برات کلسیم ) ، بورفریت و بورکلسیلت استفاده می شود . به هر حال این مواد ممکن است بر روی گیرش و مقاومت اولیۀ بتن تاثیر معکوس داشته باشند . بنابراین برای تعیین مناسب بودن این مواد باید با استفاده از مواد افزوده مخلوطهای آزمایشی در شرایط کارگاهی تهیه کرد . برای به حداقل رساندن هر تاثیر کند گیر کننده می توان از آهک هیدراتۀ فشاری هم اندازۀ ماسه درشت استفاده کرد . آب محبوس یا شیمایی (پیوندی ) موجود در سنگدانه ها . اطلاعات آزمایش موجود نیست . برای دستیابی به مقدار آب بلوری 5/0 % تا 5% می توان سنگدانه ها را با لیمونیت ترکیب کرد .  خصوصیات بتن سنگین خصوصیات بتن سنگین را در هر دو حالت تازه مخلوط شده و سخت شده می توان برای تامین الزامات شرایط کار و حفاظت با انتخاب صحیح مصالح و خصوصیات مخلوط طراحی کرد . خصوصیات فیزیکی بتن سنگین به جز جرم مخصوص مشابه بتن معمولی است . مقاومت تابعی است از نسبت آب – مواد سیمانی . بنابراین برای هر مجموعۀ ویژه ای از مصالح ، می توان به مقاومتهایی قابل مقایسه با بتنهای معمولی دست پیدا کرد . در جدول 18-3 جرم مخصوص معمول بتنهای ساخته شده است . از آنجا که هر حفاظت تابشی دارای الزامات ویژه ای است ، برای تعیین نسبتهای مخلوط مناسب باید با استفاده از مصالح کار و در شرایط کار مخلوطهایی آزمایشی تهیه کرد .  تعیین نسبت ، اختلاط و بتن ریزی روشهای انتخاب نسبتهای مخلوط بتن سنگین همان روشهای مورد استفاده در بتن سنگین است . با این حال در ACI211.1 اطلاعات اضافه ای در مورد مخلوط به همراه محاسبات نمونه ارائه شده است . در بخش زیر متداولترین روشهای اختلاط و بتن ریزی بتن سنگین شرح داده می شود :روشهای مرسوم : اغلب از روشهای مرسوم اختلاط و بتن ریزی  استفاده می شود ، اما باید از اضافه بارکردن مخلوط کن پرهیز کرد ، به ویژه در مورد سنگدانه های بسیار سنگینی همچون ذرات پانچی فولادی اندازه محموله را باید تا حدود 50% ظرفیت اسمی مخلوط کن کاهش داد . از آنجا که برخی سنگدانه ها کاملاً ترد و شکننده اند ، باید برای جلوگیری از شکسته شدن سنگدانه ها که تاثیرات زیان بخشی بر کارایی و آب اندازی بتن دارد ، از مخلوط کردن زیاد بتن پرهیز کرد . روشهای سنگدانۀ پیش آکنده : از این روشها می توان برای ریختن بتن معمولی و سنگین در فضاهای محدود و در اطراف اقلام تو کار استفاده کرد . بدین ترتیب جداشدگی سنگدانۀ درشت به ویژه ذرات پانچی و ساچمه های فولادی به حداقل کاهش پیدا می کند. همچنین با این روش جمع شدگی ناشی از خشک شدن کاهش یافته و بتنی با جرم مخصوص و ترکیب یکنواخت ساخته می شود . در این روش سنگدانه های درشت از پیش در داخل قالبها ریخته شده و سپس دوغابی متشکل از مادۀ سیمانی ، ماسه و آب از طریق لوله پمپ می شود تا فضاهای خالی میان سنگدانه ها پر می شود . روش پمپاژ : پمپاژ بتن سنگین از طریق خطوط لوله در مکانهای با فضای محدود سودمند است . به دلیل جرم مخصوص بالاتر ، بتن سنگین را نمی توان به اندازۀ بتن معمولی پمپاژ کرد . روش میل کوبی : در این روش لایه ای ملات به ضخامت mm50 بیشتر در قالبها ریخته می شود و سپس با لایه ای از سنگدانۀ درشت پوشانده شده و با میل زنی یا لرزاندن داخلی به درون ملات رانده می شود . باید دقت کرد تا از توزیع یکنواخت سنگدانه ها در بتن اطمینان حاصل شود .  بتن حجیم ACI Committee116 بتن حجیم را به صورت زیر تعریف می کند : « حجم بزرگی از بتن در جا با چنان ابعاد بزرگی که انجام اقداماتی برای غلبه بر گرمای زیاد تولید شده و تغییر حجم حاصل جهت به حداقل رساندن ترک خوردگی ضرورت پیدا می کند .» بتن حجیم نه تنها بتن کم سیمان مورد استفاده در سدها و دیگر سازه های حجیم ، بلکه بتن پرسیمان و با مقدار سیمان متوسط مورد استفاده در اعضای سازه ای را نیز شامل می شود که انجام اقدامات ویژه جهت کاهش گرمای هیدراسیون و افزایش دما ضرورت پیدا می کند . ( 18-7) . افزایش دمای بتن حجیم از گرمای هیدارسیون ناشی می شود (شکل 18-8) . در همان حال که دمای داخلی بتن افزایش پیدا می کند ، بتن سطحی ممکن است سرد و منقبض شود . در این حالت چنانچه اختلاف دما بیش از حد زیاد باشد ، امکان ایجاد تنش کششی و ترک سطحی در بتن وجود دارد . عرض و عمل این ترکها به گرادیان دمای میان بتن گرم داخلی و سطح سردتر خارجی بستگی دارد . به آسانی نمی توان اندازۀ معینی را برای اعضاء تعیین کرد که فراتر از آن سازۀ بتنی به عنوان بتن حجیم دسته بندی شود . بسیاری از اعضای سازه ای بزرگ آن قدر حجیم اند که باید گرمای تولید شده را در نظر گرفت . این موضوع به ویژه با نزدیک شدن حداقل ابعاد مقطعی عضو یکپارچه بتنی به m1 یا بیش از آن یا بیشتر شدن مقدار سیمان از 3kg/m 355 حالت بحرانی پیدا می کند . افزایش دمای بتن حجیم به دمای اولیۀ بتن (شکل 18-9)  ، دمای محیطی ، اندازۀ عضو بتنی ( نسبت حجم به سطح ) و مقدار آرماتوربندی بستگی دارد . در مورد اعضای بتنی کوچک نگرانی کمی وجود دارد ، زیرا گرمای تولید شده به سرعت پراکنده می شود . برای پرهیز از ترک خوردگی ، دمای داخلی بتن در سدها و دیگر سازه های بتنی حجیم غیر مسلح با مقاومت فشاری نسبتاً پایین نباید بیش از 0C11 تا 0C14 نسبت به دمای محیطی متوسط سالیانه تجاوز کند (ACI308) . افزایش دمای داخلی بتن را می توان به چند روش کنترل کرد : 1) مقدار سیمان کم – 120 تا 3 kg/m270 ، 2) اندازۀ بزرگ سنگدانه – 75تا mm 150 ، 3) مقدار بالای سنگدانۀ درشت تا 80% کل سنگدانه ، 4) سیمان کم گرما ، 5) پوزولان – در مواردی که در گرمای هیدراسیون پوزولان تقریباً 25% تا 50% سیمان است ، 6) کاهش دادن اولیه بتن تا حدود 0C10 با سرد کردن اجزای تشکیل دهندۀ بتن ، 7) سرد کردن بتن از طریق استفاده از لوله های خنک کنندۀ توکار ، 8) قالبهای فولادی جهت پراکنده ساختن سریع گرما ، 9) عمل آوری با آب ، و 10) مراحل بتن ریزی کم ارتفاع m5/1 یا کمتر . در سازه های حجیم یا نسبت حجم به سطح بالا ، با استفاده از معادلات موجود در PCA(1987) می توان از دمای آدیتاباتیک ( بی دررو ) را تخمین زد . در اعضای بتن مسلح سازه ای حجیم با مقدار سیمان بالا (300 تا 3kg/m 600 ) نمی توان از بسیار از روشهای بتن ریزی و عوامل تولید کنندۀ پیش گفته جهت حفظ دمای
پایین برای کنترل ترک خوردگی استفاده کرد . در این بتنها ( که اغلب در پیهای
گسترده و نیروگاهها مورد استفاده قرار می گیرد ) روش خوب عبارت است از : 1) بتن ریزی کل مقطع بتنی در یک عملیات پیوسته ، 2) پرهیز از هر گونه تیر خارجی ناشی
از اعضای بتنی مجاور ، و 3) کنترل کرنشهای حرارتی نسبتی داخلی با جلوگیری از
ایجاد اختلاف دمای زیاد در بین بتن داخلی و سطح . مورد آخر را می توان با گرم
نگه داشتن بتن با استفاده از عایق بندی ( چادر ، عایق کافی یا ماس
ۀ روی ورق پلی
اتیلن ) انجام داد . تحقیق و تجربه نشان داده است که برای پرهیز از ترک خوردگی سطحی ، حداکثر اختلاف دمای میان بتن داخلی و خارجی نباید از حدود
0C20 تجاوز کند( FitZ Gibbon و (Fintel , Ghosh 1978 . ترک خوردکی داخلی نیز کاهش پیدا می کند . در برخی منابع آماده است که حداکثر اختلاف دمای (MTD) بتن دارای گرانیت یا سنگ آهنک ( سنگدانه های با ضریب هدایت گرمایی پایین ) به ترتیب باید 0C25 و 0C 31 باشد (Bamforth 1981) . با این حال باید حداکثر اختلاف دمای 0C20 را در نظر گرفت ، مگر آن که آزمایشهای انجام شده بر روی مخلوط بتن واقعی مجاز بودن استفاده از حداکثر اختلاف دمای بیشتر را نشان دهد . با کاهش اختلاف دما به 0C20 یا کمتر ، بتن بدون ترک خوردگی یا با ترک خوردگی ناچیز به تدریج تا حد دمای محیطی سرد می شود . با این حال این موضوع زمانی صادق است که عضو توسط آرماتوربندی پیوستۀ متقاطع با سطح مشترک مقاطع بتنی سخت شدۀ مجاور یا متقاطع مقید نشده باشد . بتن مقید شده به دلیل انقباض حرارتی نهایی پس از سرد شدن بتن دچار ترک خوردگی می شود . در صورت پیروی از روشهای مناسب و مراقبت و کنترل اختلاف دما ، بتن غیر مقید ترک نمی خورد . چنانچه در مورد اختلاف دمای زیاد عضو بتنی نگرانی وجود دارد ، عضو را باید به عنوان بتن حجیم در نظر گرفت و اقدامات پیش گیرانۀ مناسب را به عمل آورد . در شکل 18-10 رابطۀ میان افزایش دما ، سردسازی و اختلاف دمای مقاطع بتنی حجیم نشان داده شده است . همان طور که دیده می شود ، چنانچه قالبها ( که در این مورد عایق بندی کافی ایجاد می کنند ) خیلی زودباز شوند ، با تجاوز اختلاف دمای میان بتن داخلی و سطحی از حد اختلاف دمای بحرانی 0C 20 ، ترک خوردگی ایجاد می شود . افزایش دمای حداکثر را می توان با روشهای پیش گفته تخمین زد و یا چنانچه مقدار سیمان بتن 300 تا kg600 در هر متر مکعب و حداقل اندازۀ عضو m8/1 یا بیشتر باشد ، آن را تقریب زد . این تقریب ( در شرایط معمولی نه آدیاباتیک ) 0C12 به ازای هر kg 100 سیمان در هر متر مکعب است . برای مثال حداکثر دمای چنین عضوی که با بتن دارای kg 535 سیمان در هر متر مکعب ساخته و در دمای 0C16 ریخته شده تقریباً برابر است با :سرعت پایین تبادل گرمایی میان بتن و محیط اطراف از ضریب هدایت گرمایی پایین بتن ناشی می شود . سرعت پراکنده شدن گرمای بتن با توان دوم حداقل بعد آن نسبت عکس دارد . خنک شدن دیواری به ضخامت mm150 از دو طرف در حدود 5/1 ساعت به طول می انجامد و در این مدت تا 95% گرمای ایجاد شدۀ آن پراکنده می شود . برای پراکنده شدن همان مقدار گرما از دیواری به ضخامت m5/1 به یک هفتۀ تمام زمان احتیاج است (ACI207) برای کنترل دمای بتن می توان از ترموکوپلهای ارزان قیمت استفاده کرد .  بتن پیش آکنده بتن پیش آکنده با ریختن سنگدانۀ درشت به درون قالب در مرحله اول و سپس تزریق دوغاب سیمان – ماسه همراه با افزودنی جهت پر کردن فضاهای خالی ساخته می شود . خصوصیات بتن حاصل مشابه بتنی است که به روشهای معمول ریخته می شود . با این حال به دلیل تماس نوک به نوک ذرات سنگدانه می توان جمع شدگی حرارتی و خشک شدگی کمتری را انتظار داشت . سنگدانه های درشت باید با الزامات مندرج در استاندارد (ASTM C33) CSA A23.1 مطابقت داشته باشند . به علاوه در بسیاری از مشخصات فنی هر دو مورد حداکثر و حداقل اندازۀ سنگدانه ها محدود می شود . برای مثال حداکثر mm75 و حداقل mm13 . سنگدانه ها معمولاً برای ایجاد مقدار فضای خالی 35% تا 40% دانه بندی می شوند . سنگدانۀ ریز استفاده و در دوغاب معمولاً دارای ضریب ریزدانی 2/1 تا 2 است که تقریباً تمامی آن از الک mm25/1 عبور می کند . اگر چه روش سنگدانه پیش آکنده اصولاً در کار مرمت و در ساخت حفاظ پرتوگیر راکتور ، پایه های پل و سازه های زیر آبی مورد استفاده قرار گرفته است ، از آن برای احداث ساختمانهایی با معماری غیر معمول نیز استفاده شده است . از آن جا که قالبها پیش از دوغاب ریزی کاملاً با سنگدانه درشت پر شده اند ، با ماسه پاشی یا ابزار زنی سطح با استفاده از مادۀ کندگیر کننده و بررسی کشی سیمی در سنین اولیه می توان به رویۀ سنگدانه نمایان متراکم و یکنواختی دست پیدا کرد . آزمایشهای بتن پیش آکنده در ASTM C937 تا C943 ارائه شده است . جزییات بیشتر بتن پیش آکنده در ACI 304-00 زیر عنوان « راهنمای اندازه گیری ، حمل و بتن ریزی » آمده است .  بتن بدون اسلامپ بتن بدون اسلامپ به بتنی با روانی متناظر با اسلامپ mm6 یا کمتر گفته می شود . این بتن اگر چه بسیار خشک است ، باید برای ریخته و متراکم شدن با تجهیزان مورد استفاده در محل کار از کارایی کافی برخوردار باشد . روشهایی که در این جا مورد اشاره قرار می گیرد ، لزوماً در مورد مخلوط مورد استفاده در ساخت بلوکهای بنایی بتنی یا متراکم شدن با روشهای چرخشی کاربرد ندارد . بسیاری از قوانین اساسی حاکم بر خصوصیات بتنهای با اسلامپ بالا در مورد بتن بدون اسلامپ نیز صادق است . برای مثال خصوصیات بتن سخت شده اصولاً به نسبت آب به مواد سیمانی بستگی دارد ، البته به شرطی که مخلوط به درستی متراکم شده باشد . اندازه گیری روانی بتن بدون اسلامپ با بتن با اسلامپ بالا تفاوت دارد ، زیرا استفاده از مخلوط اسلامپ برای روانیهای کم غیر معمولی است . در ACI211.3 زیر عنوان « روش استاندارد انتخاب خصوصیات بتن بدون اسلامپ » سه روش برای اندازه گیری روانی بتن بدون اسلامپ شرح داده شده است : 1) دستگاه وی بی ، 2) آزمایش ضریب تراکم ، و 3) میز ضربه Thaulow . در صورت نبود تجهیزات آزمایشگاهی پیش گفته ، با تهیه مخلوط آزمایشی و ریختن و متراکم ساختن آن با تجهیزات و روشهای مورد استفاده کار باید در مورد کارایی مخلوط قضاوت کرد . در صورت اهمیت داشتن دوام بتن ، پیشنهاد می شود که در بتن بدون اسلامپ از حباب سازی عمدی استفاده شود . مقدار افزودنی حباب زایی که معمولاً برای بتنهای با اسلامپ بالاتر پیشنهاد می شود ، در بتنهای بدون اسلامپ به اندازۀ بتنهای با اسلامپ بالاتر هوا ایجاد نمی کند . با این حال حجم کمتر هوای ایجاد شده معمولاً برای بتنهای بدون اسلامپ دوام کافی تامین می کند . اگر چه حجم هوای ایجاد شده یکسان نیست ، اما حبابهای هوای کوچک کافی وجود دارد . این تغییر در روشهای معمول طراحی و کنترل حبابهای هوا برای بتنهای بدون اسلامپ ضرورت دارد . برای بحث مقدار آب لازم و محاسبات مخلوطهای آزمایشی به ACI211-3 نگاه کنید .  بتن غلتکی بتن غلتکی (RCC) مخلوطی با اسلامپ صفر متشکل از سنگدانه ، سیمان و آب ( از مواد سیمانی مکمل مانند نرمه خاکستر نیز استفاده می شود ) است که به صورت درجا به کمک غلتک ارتعاشی یا تجهیزات تراکم صفحه ای متراکم می شود (شکل 18-11) . مقدار سیمان از 60 تا kg 360 در هر متر مکعب متفاوت است . اختلاط را می توان در دستگاه ورزدهندۀ پیوسته جریان ، مخلوط کنهای دو محوره ، مخلوط کنهای معمولی ، کامیونهای مخلوط کن با مزخ خم شونده و در برخی موارد از کارهای کوچک در کامیونهای مخلوط کن انجام داد . کاربردهای بتن غلتکی به دو دستۀ مشخص تقسیم می شوند : سازه های کنترل آب (سد) و روسازی راه . اگر چه برای هر دو نوع بتن از اصطلاح یکسانی استفاده می شود ، اما فرایند طراحی و ساخت آنها متفاوت است .  بتن پاشیده بتن پاشیده ملات یا بتن ریزدانه ای است که به صورت بادی با سرعت بالا بیر سطح کار پاشیده می شود (شکل 18-13) . بتن پاشی در سال 1911 ابداع شد و اصول آن تا به امروز ثابت باقی مانده است . در این روش مخلوط نسبتاً خشک بتن با نیروی ضربه ای متراکم می شود و بتن را می توان بدون شره کردن برروی سطوح افقی یا عمودی پاشید . بتن پاشی را می توان به صورت دو فرآیند خشک یا تر انجام داد . در فرآیند خشک مخلوط از پیش در امیخته سیمان و سنگدانه مرطوب به کمک هوای فشرده از طریق شیلنگ به طرف افشانک رانده می شود . در محل افشانک به مخلوط سیمان و سنگدانه آب اضافه می شود و اجزای کاملاً مخلوط شده بر روی سطح پاشیده می شوند . در فرآیند تر تمامی اجزای بتن از پیش با هم مخلوط شده و سپس مخلوط تر از  طریق شیلنگ به سمت افشانک پمپ شده و در آن جا با افشانه شدن هوای فشرده سرعت ان افزایش یافته و بر روی سطح کار پاشیده می شود . با برخورد مخلوط بتن به سطح کار ، برخی از سشنگدانه های درشت تر تا ایجاد خمیر کافی جهت فراهم شدن بستری برای چسبیدن سنگدانه ، از روی سطح می جهند . برای جلوگیری از اضافه پاشیده شدن بتن ( ملات چسبیده به سطوح نزدیک ) و برجهش ( سنگدانه ای که از روی سطح کار بر می جهد ) ، افشانک را باید عمود بر سطح کار نگه داشت . فاصلۀ مناسب میان افشانک و سطح بسته به سرعت m5/0 تا m 5/1 است . از بتن پاشی برای هر دو کار ساخت جدید و ترمیمی استفاده می شود . این روش اصولاً برای سازه های بتنی نازک یا خمیده و تعمیرات کم عمق مناسب است ، اما از آن می توان برای اعضای ضخیم نیز استفاده کرد . خصوصیات بتن پاشیدۀ سخت شده به مقدار زیادی به عملکرد کارگر بستگی دارد . جرم مخصوص و مقاومت فشاری بتن پاشیده مشابه بتن معمولی و بتن با مقاومت بسیار بالا است . در بتن پاشیده می توان از سنگدانه هایی با اندازۀ تا mm20 استفاده کرد . اگر چه در بیشتر مخلوطها تنها از سنگدانه های تا mm10 استفاده می شود . برای مخلوطهای تر از 25% تا 30% شن نخودی استفاده می شود . (Austin , Robbins 1995) از مواد سیمانی مکمل مانند نرمه خاکستر و نرمه سیلیس می توان در بتن پاشی استفاده کرد. این مواد کارایی ، مقاومت شیمیایی و دوام بتن را بهبود می بخشند . استفاده از افزودنیهای تندگیر کننده امکان ایجاد لایه های ضخیم تری از بتن پاشیده را در یک حرکت فراهم می سازد . همچنین این افزودنیها زمان گیرش اولیه را کاهش می دهند . با این حال استفاده از تندگیر کننده اغلب باعث افزایش جمع شدگی ناشی از خشک شدن و کاهش مقاومت در سنین بعدی می شود (1992 دیگران و Gelber ) . در بتن پاشیده از الیاف فولادی برای بهبود مقاومت خمشی ، دوام و استحکام استفاده می شود . از این الیاف می توان به عنوان جایگزین شبکۀ سیمی آرماتوربندی در کاربردهایی همچون تثبیت شیب سنگی و پوشش تونلها استفاده کرد (ACI 506.1R) . الیاف فولادی را می توان تا 2% حجم کل مخلوط اضافه کرد و در صورت استفاده از الیاف پلی پروپیلن معمولاً می توان 9/0 تا kg7/2 الیاف به ازای هر متر مکعب بتن پاشیده استفاده کرد ، اما از مقدار الیاف 3kg/mنیز استفاده شده است (The Aberdeen Group 1996). در ACI 506R ، ASCE (1996) و (200) دیگران و Black راهنماییهایی در مورد استفاده از بتن پاشیده ارائه شده است .  
بتن بدون جمع شدگی بتن بدون جمع شدگی بتن دارای سیمان منبسط شونده یا افزودنی منبسط شونده است که در زمان سخت شدن بتن انبساط ایجاد کرده و بدین ترتیب انقباض زمان خشک شدن ( جمع شدگی ناشی از خشک شدن ) جبران می شود . از بتن بدون جمع شدگی در دالهای بتنی ، روسازی راه ، سازه و کارهای ترمیمی برای به حداقل رساندن ترکهای ناشی از جمع شدگی استفاده می شود . انبساط بتن ساخته شده با سیمان بدون جمع شدگی را باید با روش مشخص شده در ASTM C878 معین کرد . فولاد آرماتوربندی موجود در سازه بتن را مقید کرده و با منبسط شدن بتن بدون جمع شدگی در کشش قرار می گیرد . به دلیل جمع شدگی ناشی از انقباض خشک شدگی در اثر اتلاف رطوبت بتن سخت شدن ، تنش کششی فولاد کاهشدا می کند . تا زمانی که تنش کششی ایجاد شده در بتن از مقاومت کششی بتن تجاوز نکند ، ترک خوردگی پدید نمی آید . بتن بدون جمع شدگی را می توان مشابه با بتن معمولی با انجام چند اقدام پیش گیرانه تعیین نسبت ، پیمانه ، بتن ریزی و عمل آوری کرد . برای مثال با استفاده از عمل آوری اضافی باید از انبساط قابل انتظار اطمینان حاصل کرد .  
بتن نفوذ پذیر بتن نفوذ پذیر ( متخلخل یا دانه درشت ) دارای سنگدانه درشتی با دانه بندی نزدیک به هم ، سنگدانۀ ریز ناچیز یا بدون سنگدانۀ ریز و خمیر سیمان ناکافی برای پر کردن فضاهای خالی میان سنگدانه های درشت است . نسبت آب – مواد سیمانی پایین این بتن کم اسلامپ باعث می شود تا سنگدانه ها در وهلۀ نخست توسط خمیر سیمان و در محل نقاط تماس ذرات سنگدانه درشت در کنار هم بمانند . بدین ترتیب بتنی با حجم بالایی از فضاهای خالی (20% تا 35%) و نفوذ پذیری بالا تولید می شود که امکان عبور آسان جریان را فراهم می سازد . از بتن نفوذ پذیر در سازه های آبی به عنوان امکانی برای زهکش در محوطه های پارکینگ ، روسازی راه و باند پرواز فرودگاه جهت کاهش روان آب سطحی استفاده می شود . همچنین این بتن با فراهم ساختن امکان نفوذ آب به زمین زیرین ، آب را به آب زیرزمینی محلی باز می گرداند . از بتن نفوذ در زمینهای تنیس و گلخانه ها نیز استفاده شده است . بتن متخلخل به عنوان مصالح روسازی راه با استفاده از تجهیزات روسازی مرسوم گسترده و با قالب لغزان شکل داده می شود و سپس با غلتک متراکم می گردد . برای کارهای کوچکتر می توان از شمشه لرزان یا غلتکهای دستی استفاده کرد . برای حفظ خصوصیات متخلخل بتن ، سطوح بتن متخلخل را نباید مسدود ساخت . بنابراین شمشه کشی و پرداخت کاری سطح کار مناسبی نیست . مقاومت فشاری مخلوطهای مختلف از 5/3 تا Mpa30 متفاوت است . میزان زهکشی معمولاً از 100 تا 900 لیتر در دقیقه به ازای هر متر مربع متفاوت است . از بتن درشت دانه به دلیل خصوصیات عایق حرارتی آن در ساختمان سازی ( به ویژه دیوارها ) استفاده می شود . برای مثال مقدار RSI دیوار بتنی متخلخلی به ضخامت mm 250 در مقایسه با مقدار 125/0=RSI دیوار بتنی معمولی ، 9/0 است . همچنین بتن درشت دانه بتنی سبک وزن با جرم مخصوص 1600 تا 3kg/m1900 است و از خصوصیت جمع شدگی ناشی از خشک شدن پایینی برخوردار است . (Malhotra 1976 , Concrete Construction 1983)  بتن سفید و رنگی بتن سفید: از سیمان پرتلند سفید برای تولید بتن سفید یعنی مصالح بسیار معمول استفاده می شود (شکل 18-14) . همچنین از این سیمان در ملات ، اندود ، روکار سیمانی ، روکار موزاییکی و رنگ سیمان پرتلند استفاده می شود . سیمان پرتلند سفید از مصالح خاص با مقدار آهن کم ساخته می شود . این سیمان با استاندارد CSA C150 (ASTM C150) مطابقت دارد ، هر چند که در این مشخصات فنی سیمان پرتلند سفید به طور مشخص ذکر نشده است . بتن سفید از سنگدانه ها و آبی ساخته می شود که فاقد مواد تغییر رنگ دهندۀ مواد بتن اند. برای این منظور می توان از سنگدانه های سفید یا روشن استفاده کرد . از روغن قالبی که باعث لک شدگی بتن می شود ، نباید استفاده کرد. باید دقت کرد که در اثر زنگ زدگی ابزارها و تجهیزات لک شدگی ایجاد نشود . از مواد عمل آوری لک کننده باید پرهیز کرد . بتن رنگی بتن رنگی را می توان با استفاده از سنگدانه های رنگی یا افزودن رنگدانه های رنگی (ASTM C979) یا هر دو تولید کرد . در صورت استفاده از سنگدانه های رنگی ، سنگدانه ها باید در سطح بتن نمایان باشند . این کار را می توان به چند روش انجام داد . برای مثال بتن ریزی بر روی قالبی که به مادۀ کندگیر کننده آغشته شده است . سپس خمیر هیدراته نشده سیمان با برس یا شستشو از سطح کار برداشته می شود . دیگر روشها مستلزم برداشتن ملات سطحی با ماسه پاشی ، آبفشان چکش کاری ، سنگ زنی یا اسید شویی است . چنانچه شستن سطح با اسید ضرورت دارد ، این کار را باید در حدود دو هفته پس از بتن ریزی انجام داد . سنگدانه های رنگی از سنگ طبیعی مانند کوارتز ، مرمر و گرانیت یا مواد سرامیکی تهیه می شوند . رنگدانه های بتن رنگی باید اکسیدهای خالص معدنی بوده که ریزتر از سیمان آسیاب شده باشند . این رنگدانه ها باید غیر معمول در آب ، عاری از نمک و اسید ، با ثبات در برابر نور خورشید ، مقاوم در برابر قلیاها و اسیدهای ضعیف و کاملاً عاری از کلسیم سولفات باشند . اکسیدهای معدنی هم در طبیعت یافت می شوند و هم به صورت مصنوعی تولید می شوند . رنگدانه های مصنوعی معمولاً نتایج یکنواخت تری به دست می دهند . مقدار رنگدانۀ افزوده شده به مخلوط بتن نباید از 10% جرم سیمان بیشتر باشد . مقدار مورد نیاز به نوع سنگدانه و رنگ مورد نظر بستگی دارد . برای مثال با میزان مصرف رنگدانه ای معادل با 5/1% جرم سیمان می توان رنگ روشن دلپذیری تولید کرد ، اما برای رنگ تیره شاید به 7% رنگدانه احتیاج باشد . با استفاده از سیمان پرتلند سفید همراه با رنگدانه ، رنگهای تمیز و درخشانتری به دست می آید و استفاده از آن به جز در مورد رنگهای سیاه یا خاکستری به دست می آید و استفاده از آن به جز در مورد رنگهای سیاه یا خاکستری تیره بر سیمان خاکستری ترجیح دارد . برای حفظ رنگ یکنواخت از کلسیم کلرید استفاده نکنید و پیمانه کردن تمامی مصالح را به دقت و به صورت جرمی انجام دهید . برای جلوگیری از ایجاد رگه ، سیمان و رنگدانه را باید پیش از اضافه کردن به مخلوط کن به صورت خشک کاملاً با هم در هم آمیخت . برای اطمینان از یکنواختی ، زمان اختلاط بتن رنگی باید نسبت به بتن معمولی طولانی تر باشد . در بتن حباب دار ، افزودن رنگدانه مستلزم تعدیل مقدار افزودنی حباب زا جهت حفظ مقدار هوا مورد نظر است . روش خشک پاشی : دالها یا پانلهای پیش ساخته ای را که به صورت افقی بتن ریزی می شوند ، می توان به روش خشک پاشی رنگ کرد . مصالح رنگی خشک بسته بندی شده شامل رنگدانۀ اکسید معدذنی ، سیمان پرتلند سفید و ماسۀ سیلیسی با دانه بندی ویژه یا دیگر سنگدانه های ریز توسط تولید کنندگان مختلف جهت استفاده به صورت آماده به بازار عرضه می شوند . پس از یک بار ماله کشی سطح دال ، دو سوم مصالح رنگی خشک را باید با دست به صورت یکنواخت بر روی سطح پخش کرد . مقدار لازم مصالح رنگی را معمولاً می توان از روی مقاطع بتن ریزی شدۀ قبلی تعیین کرد . پس از آن که مصالح رنگی آب را از بتن تازه جذب کردند ، آن را باید با ماله کشی به درون سطح راند . سپس باید باقی ماندۀ مصالح را بی درنگ عمود بر جهت کاربرد اولیه توزیع کرد تا رنگ یکنواختی به دست آید . در مرحلۀ بعد باید دال را دوباره ماله کشی کرد تا مصالح باقی مانده به درون سطح رانده شود . بسته به نوع رویۀ مورد نظر می توان از دیگر عملیات پرداخت کاری استفاده کرد . بتن خارجی را نباید ماله کشی فلزی کرد ، زیرا سطح ماله کشی شده در زمان خیس بودن لغزنده می شود و با ماله کشی زیاد حبابهای هوا از بین می روند . برای کارهای تخت خارجی ماله کشی چوبی و جاروکشی کافی است . عمل آوری را باید بلافاصله پس از پرداخت کاری آغاز کرد و برای جلوگیری از تغییر رنگ سطح بتن اقدامات پیش گیرانه ای به عمل آورد . 

+ نوشته شده در  ساعت   توسط ز.فتحی  |