تغییر مواد کمیاب برای سبک سازی بتن ساختمان

دهمین دوره از پروژه های دانش‌آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پرشور شما دوستان و علاقه‌مندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده‌اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه‌ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقه‌مند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: تغییر مواد کمیاب برای سبک سازی بتن ساختمان
نام ارائه‌دهنده/دهندگان: آرزو مقتدر بهاری
زمینه و نوع پروژه: مهندسی عمران
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: فرزانگان رودهن

بتن در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد، گفته می شود.

بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان و نیز پوزولان ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها و.... تهیه شود.

همچنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلأ، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده های مختلف استفاده شود.

با توجه به گسترش و پیشرفت علم و پیدایش تکنولوژی های فراوان در قرن اخیر، شناخت بتن و خواص آن نیز توسعه قابل ملاحظه ای داشته است. در واقع می توان گفت که بتن از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است.

ویژگی اصلی بتن ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه آن است. بتن اینک با گذشت بیش از 170 سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنای لیدزی، دست خوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است.

در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها، سدها، پل ها، تونل ها و ... این ماده را بسیار پرمصرف نموده است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاومت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیط های مختلف و کاربردهای مختلف نمی تواند جوابگوی مشکلاتی باشد که در درازمدت در سازه های بتنی ایجاد می گردد.

چند سالی است که مسأله دوام بتن در محیط های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. مشاهده خرابی هایی با عوامل فیزیکی و شیمیایی در بتن ها در اکثر نقاط جهان و با شدتی بیشتر در کشورهای در حال توسعه، افکار و اذهان را به سمت طرح بتن هایی با ویژگی خاص و با دوام لازم سوق داده است. در این راستا در پاره‌ای از کشورها دستورالعمل ها و استانداردهایی نیز برای طرح بتن با عملکرد بالا تهیه شده و طراحان و مجریان در بعضی از این کشورهای پیشرفته ملزم به رعایت این دستورالعمل ها گشته‌اند.
 
 بتن مصالحی شبیه به سنگ است که از مخلوط کردن مقدار متناسبی از سیمان، شن، ماسه، آب و افزودنی های دیگر به دست می آید. توده اصلی بتن، سنگ دانه های درشت و ریز (شن و ماسه) است و فعل و انفعال شیمیایی بین آب و سیمان که به صورت شیره‌ای اطراف سنگدانه ها را پوشانده است، باعث یکپارچه شدن و چسبیدن سن گدانه ها به یکدیگر می شود.

این سنگدانه ها اسکلت اصلی بتن را تشکیل داده و نیروی وارد بر بتن را تحمل می کنند، آب نیز در این مخلوط موجب ایجاد واکنش شیمیایی در سیمان می شود که سخت شدن مخلوط بتن را پس از طی دوره حدود بیست و هشت روز و رسیدن به مقاومت نهایی بتن به همراه دارد. شن و ماسه حدود 65 درصد مخلوط بتن و مابقی را خمیر سیمان و درصد بسیار کمی هوا تشکیل می شود.

دانش آموزان با ترکیبات مغذی آلی و معدنی و دورریز که ارزش مادی ندارند به سبک سازی و مقاوم سازی بتن ها همت گماشتند تا با سبک سازی بتن های تولیدی بتوان از مشکلات و معایب بتن های سنگین در صنعت ساختمانی و عمران جلوگیری کنند. بتن های سنگین مشکلاتی اعم از نشست ساختمان، ترک خوردگی ستون ها و ریزش ساختمان در هنگام زمین لرزه های خفیف به وجود می آورد که با توجه به این مشکل جان خیلی از انسان ها به مخاطره می افتد.

مهارت های کسب شده

آشنایی با انواع بتن، آشنایی با قالب های بتن و سبک سازی بتن

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه:مهدی رحمانی
تنظیم:علی سرمدی