ویژگی ها و کاربردهای بتن سنگین

پیشرفت در تکنولوژی با بهره‌گیری از مواد گوناگون و تحقیقات مختلفی که روی رفتار و خواص مواد مختلف صورت پذیرفت باعث شد سازه های گوناگون و مورد نیاز بشر ابداع و ساخته شود. این سازه‌ها شامل سازه‌های ساخته شده از بتن و فولاد نیز هست که تاکنون بتن‌های مختلفی (که در ادامه به بررسی آن ها پرداخته می شود) ابداع و به بازار عرضه شده است.

انواع و گونه‌های بتن از نظر وزن مخصوص را می توان به سه دسته بتن سبک، بتن معمولی و بتن سنگین تقسیم بندی کرد هر کدام از انواع بتنی که نام برده شد کاربردهای مختلفی در صنعت دارند اما این دسته بندی جامع نیست چرا که بتن ها را باید  براساس مصالح به کار رفته، طرح اختلاط، روش ساخت، محل کاربرد، نوع واکنش هیدراتسیون و … از یکدیگر متمایز کرد تا  کاربردها و خواص مختلف بتن ها را شامل شود. در ادامه به تعریفی از انواع بتن پرداخته می شود و بعد از آن تمام ویژگی ها و کاربردهای بتن سنگین که عنوان مورد نظر ماست توضیح داده می‌شود.

مطلب مرتبط: بتن سبک

براساس تعریف موسسه ACI

بتن سبک: بتنی است که وزن مخصوص آن به طور محسوس کمتر از بتن معمولی است و با سنگدانه های طبیعی یا شکسته ساخته می شود. بتن سبک، جایگزینی مناسب و مکمل برای بتن معمولی است و هدف از به کارگیری بتن سبک به جای بتن معمولی، کاهش وزن سازه است. اما مقاومت فشاری بتن سبک از بتن معمولی  کمتر است.بتن معمولی: بتنی است که  از آب، سیمان پرتلند و سنگدانه های دارای وزن متعادل بوجود می‌آید. مقاومت بتن معمولی بین 10 MPa تا 40 MPa است.

پیشنهاد می شود مقاله ترمیم بتن را مطالعه فرمایید

بتن سنگین: بتنی است که وزن مخصوص بیشتری نسبت به بتن های معمولی دارد (وزن مخصوص بتن سنگین حدود 5/2 تا 5/1 برابر وزن مخصوص بتن معمولی است) که به جای شن و ماسه از خرده‌های فولاد، چدن و یا سولفات باریم در ساخت آن استفاده می‌شود. باتوجه به نوع و اندازه سنگدانه مصرفی، بتن سنگین می تواند جرم مخصوصی بیش از 6400 کیلوگرم بر متر مکعب داشته باشد. با افزایش چگالی بتن، خصوصیاتی از بتن افزایش و یا تغییر می کند از جمله مهمترین خصوصیتی که تغییر می کند افزایش مقاومت سایشی بتن است.

پیشنهاد مرتبط: ترمیم ترک بتن

کاربرد بتن سنگین

به دلیل زیانی که تشعشعات هسته ای روی محیط زیست می‌گذارند نحوه صحیح جذب و دفع پرتوها بسیار مهم است. بتن ماده‌ای است که به دلیل چگالی بالایی که دارد می تواند این پرتوها را جذب کند. هرچه چگالی بتن بیشتر باشد، خاصیت تضعیف کنندگی بیشتر می شود. برای افزایش چگالی بتن و کاهش ضخامت که برای حفاظت از تابش هسته ای ضروری است، از سنگدانه های سنگین در بتن استفاده می‌شود. به همین علت بتن به عنوان یکی از رایج ترین و مقرون به صرفه ترین مصالح در ساخت حفاظ شناخته می‌شود. از بتن سنگین برای جلوگیری از تشعشع اشعه های X و گاما و ... در سازه های مربوط به تاسیسات اتمی و یا هر جا که تشعشعات رادیواکتیو وجود دارد، استفاده می شود. کاربرد اصلی بتن های سنگین به عنوان سپر محافظ در برابر تشعشع است اما در ساخت وزنه های تعادلی و یا افزایش بار مرده‌ساز هنگامی که نیاز داریم حجم تغییری نکند نیز از بتن های سنگین استفاده می‌شود.

پیشنهاد می شود مقاله پنل اماده دیوار مطالعه فرمایید 

انتخاب و بررسی سنگدانه‌ها

برای کاهش سرعت نوترون‌های سریع از طریق برخوردهای نا‌کشسان، باید از عناصری با عدد اتمی بالا مانند آهن، باریم و ... استفاده شود. به علاوه برای کاهش سرعت نوترون‌های نیمه سریع از طریق برخورد کشسان، باید از عناصر سبک مانند هیدروژن و در نهایت برای حذف نوترون های کند از عمل جذب استفاده شود. پس برای حفاظ‌های نوترون، ترکیب این گروه از مواد ضروری است. در ادامه در اثر جذب نوترون‌های حرارتی در مواد حفاظ، پرتوهای گامای پرانرژی تولید می شوند که به دلیل قابلیت نفوذ بالا در مواد باعث افزایش ضخامت حفاظ می شوند. به همین علت بهتر است از عنصر بورن برای جذب نوترون در حفاظ استفاده شود؛ چراکه عنصر بورن علاوه بر جذب بالای نوترون های حرارتی، پرتوهای ثانویه با انرژی کمتر تولید می کند که قابلیت نفوذ کمتری دارند.

در این مقاله سعی شد با زبانی ساده و گویا، ویژگی‌ها و کاربرد‌های بتن را شرح دهیم.

چنانچه این مقاله برایتان مفید بوده است؛ مطالعه مقاله انواع بتن را به شما توصیه می کنیم.