بتن چیست؟

بتن

بتن، از ریشه لاتین (به لاتین: Bitume) در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می‌شود.

بتن ماده ای است که از ترکیب سنگدانه های درشت و یک عامل چسبنده (سیمان، قیر یا ...) تشکیل شده و به مرور زمان سخت می شود. بیشتر بتن های مصرفی بر پایه آهک بوده که از آن جمله می توان به بتن ساخته شده از سیمان پرتلند یا بتن های ساخته شده از سیمان های هیدرولیکی مانند سیمان آلومینات کلسیم اشاره کرد.

با این تعریف، آسفالت نیز که اغلب برای سطوح جاده ها مورد استفاده قرار می گیرد یک نوع بتن است که در آن، قیر به عنوان ماده چسبنده محسوب می شود. در برخی موارد بتن های پلیمری نیز مورد استفاده قرار می گیرند که مواد سیمانی آنها یک پلیمر است.

نحوه ی عملکرد بتن

وقتی سنگدانه ها با سیمان پرتلند خشک و آب ترکیب می شود، مخلوط روان و سیال گونه ای به وجود می آید که به راحتی در قالب ریخته شده و شکل می گیرد. سیمان با آب و سایر مواد تشکیل دهنده واکنش شیمیایی انجام داده و باعث تشکیل ماده سخت، بادوام و سنگ مانندی می شود که کاربرد فراوانی دارد. در اغلب موارد، مواد افزودنی (مانند پوزولان ها یا فوق روان کننده ها) به منظور بهبود خواص فیزیکی بتن خیس یا سخت شده مورد استفاده قرار می گیرد. به منظور بهبود مقاومت کششی، اکثرا بتن به همراه مصالح تقویت کننده (مانند میلگرد) استفاده می شود که در این صورت به آن بتن مسلح گفته می شود.برای مسلح کردن بتن از میلگردهای تقویتی، شبکه‌های توری تقویتی، صفحات فلزی یا الیاف تقویتی استفاده می‌گردد.

سازه های بتنی مشهور

از سازه های بتنی مشهور می توان به سد هوور، کانال پاناما و معبد پانتئون روم اشاره کرد. نخستین کاربران بزرگ در زمینه تکنولوژی بتن رومیان باستان بودند و بتن به طور گسترده ای در امپراتوری روم استفاده می شد. آمفی تئاتر بزرگ رم عمدتا از بتن ساخته شده است و گنبد بتنی معبد روم بزرگترین گنبد بتن مسلح جهان است. امروزه سازه های بزرگ بتنی (مثل سدها و پارک های چند طبقه) معمولا با بتن مسلح ساخته می شوند. پس از فروپاشی امپراتوری روم، استفاده از بتن به شدت کاهش یافت تا زمانی که تکنولوژی در اواسط قرن 18 توسعه یافت. امروزه بتن به طور گسترده ای در تمام مصالح ساخته شده توسط انسان مورد استفاده قرار می گیرد (بر حسب تن). 

شاید استفاده از بتن در عصر مدرن به برج اسمیتون، سومین فانوس سنگی در شهر دوون انگلستان باز می گردد. جان اسمیتون، مهندس بریتانیایی، در بین سال های 1756 تا 1759 میلادی، برای ایجاد این سازه، از آهک هیدرولیکی متشکل از سنگریزه و پودر آجر به عنوان سنگدانه استفاده کرد.  در قرن نوزدهم، در انگلستان، یک روش تولید سیمان توسط جوزف آسپدین در سال 1824 اختراع شد. آسپدین به دلیل شباهت آن به سنگ پورتلند جزیره پورتلند در دورست انگلستان، آن را سیمان پرتلند نامگذاری کرد. پسرش ویلیام اسپدین به دلیل تلاش هایش در دهه 1840 به عنوان مخترع سیمان پرتلند "مدرن" در نظر گرفته شده است. بتن مسلح در سال 1849 توسط جوزف مونیر اختراع شد. در سال 1889 اولین پل بتنی مسلح ساخته شد و اولین سدهای بتنی بزرگ در سال 1936 (سد Hoover و سدGrand Coulee ) ساخته شدند.