بتن سنگین

بتن سنگین بتنی است که در آن به جای شن و ماسه از خرده های فولاد ، چدن و یا سولفات باریم استفاده می شود.
وزن مخصوص بتن سنگین حدود ۵٫۱ تا ۵٫۲ برابر وزن مخصوص بتن معمولی می باشد.

مشخصات کلی و مصالح بتن سنگین

موارد استفاده از این نوع بتن عبارتند از:

1. بتن سنگین عموما برای سپر بیولوژیکی در نیروگاه های برق اتمی، واحد های پزشکی و در تاسیسات تحقیقاتی اتمی استفاده می شود.
2. در محل هایی که پرتو های X و گاما وجود دارند ویا تشعشعات نترون ها دخالت دارند،
   بایستی از بتن سنگین به عنوان مصالح اقتصادی وعدم نیاز به بازسازی استفاده شود.
3. چگالی بتن سنگین بیش از [math]3200kg/{{m}^{3}}[/math] می باشد و چگالی آن تابع نوع سنگدانه مصرفی است.

مصالح بتن سنگین

انواع سیمان های پرتلندف مواد افزودنی معدنی وشیمیایی مشابه آنچه برای بتن معمولی استفاده می شوددر ساخت بتن های  سنگین مجاز می باشد.

بعضی از مواد افزودنی معدنی و شیمیایی مانند پوزولان ها و افزودنی هواساز ممکن است سبب کاهش چگالی بتن شوند،
بنابراین در انتخاب این مواد باید اثر آنها در چگالی بتن مورد بررسی قرار گیرد.

سنگدانه های سنگین

نکات زیر را در ارتباط با سنگدانه های بتن سنگین بید در نظر گرفت:

1. برای بتن با چگالی بیش از [math]40kN/{{m}^{3}}[/math] بایستی از ساچمه های فولادی به عنوان سنگدانه استفاده نمود.
2. نوع سنگدانه و چگالی بایستی بر مبنای نوع تشعشعات و شدت آن انتخاب شود.
3. برای ساخت بتن سنگین با چگالی ۳۲ تا [math]40kN/{{m}^{3}}[/math] باید از سنگ دانه های سنگین
   مانند لیمونیت، باریت، هاتیت، ژئوتیت و مگنتیت استفاده شود.
4. هر چند در محصولات هیدارتاسیون سیمان در بتن عناصر سبک مانند هیدروژن برای مهار اشعه های گاما و
   نترون ها وجود دارد، اما در صورت نیاز به مهار بیشتر تشعشعات می توان از سنگ ها با مقدار بیشتر آب در
   ساختار شیمیایی مانند ژئوتیت استفاده کرد، هر چند این سنگدانه ها دارای چگالی کم می باشند.
5. انتخاب سنگدانه های سنگین و چگالی بتن باید بر اساس نوع و شدت تشعشعات و بر مبنای مستندات و یا آزمایش های مربوط انجام شود.

طرح مخلوط بتن سنگین

تعیین نسبت های بتن سنگین مشابه بتن معمولی می باشد، اما نکات مطرح شده در این قسمت باید در نظر گرفته شود.

اصطلاحات کلی بتن سنگین

1. به دلیل خشن بودن مخلوط بتن سنگین بایستی از ماسه با مدول نرمی کمتر استفاده شود و یا نسبت های ماسه به شن افزایش یابد.
2. انتخاب نوع سنگدانه و تعیین مقادیر سیمان و آب مخلوط باید بر اساس خواص مورد نظر بتن تازه و سخت شده
   بر مبنای شرایط خاص ساختمان مانند چرخه های حرارتی انجام پذیرد.
3. حداقل مقدار سیمان باید[math]350kg/{{m}^{3}}[/math] باشد تا مقدار آب پیوند یافته در ساختار خمیر
   سیمان به خاصیت سپری بودن در مقابل تشعشعات کمک کند.
4. خواص بتن مانند کارایی، جمع شدگی، خزش، خاصیت سپری، انبساط حرارتی در طرح مخلوط در نظر گرفته
   شوند و قبل از طرح مخلوط، اطلاعات و دانش در خصوص کاربرد ساختمان و اثر هر یک از اجزای بتن در خواص مورد نظر کسب شوند.

 مقاومت فشاری

1. برای بتن های سازه ای، مقاومت فشاری بین ۲۰ تا ۳۵ مگاپاسکال کفایت می کند.
2. برای دیوارهای حجیم، مقاومت فشاری بیشتر از ۱۵ مگاپاسکال ضرورت ندارد.
3. مقاومت فشاری کمتر یا بیشتر از محدوده های مذکور وقتی مجاز می باشد که ضرورت آن و تاثیر مقاومت فشاری بر دیگر خواص بتن مورد بررسی قرار گرفته باشند.

اجرای بتن سنگین

سنگین بودن مخلوط

فشار مخلوط بتن سنگین بر روی قالب ها ی عمودی بیشتر از مخلوط بتن معمولی است،
بنابراین طراحی وساخت قالب ها بایستی بر اساس چگالی مخلوط بتن انجام گیرد، به دلیل سنگین بودن
مخلوط، توصیه می شود که در هنگام استفاده از تجهیزات مانند دستگاه توزین، مخلوط کن و وسایل انتقال،
به چگالی مخلوط بتن توجه شود تا منجر به آسیب تجهیزات نگردد.

جلوگیری از جدا شدگی ذرات

در بتن سنگین معمولا جداشدگی ذرات رخ می دهد.بنابراین بایستی از ماسه با چگالی زیاد استفاده گردد
و یا از روش پیش آکنده  کردن بهره گرفته شود. برای پیش آکنده کردن، ابتدا بایستی سنگدانه های بزرگتر
از ۶ میلی نتر در قالب متراکم شوند و سپس مخلوط سیمان، ماسه و آب به درون منافذ بین سنگدانه ها پمپ شوند.

پمپ کردن بتن سنگین

برای بتن ریزی مخلوط بتن سنگین استفاده از پمپ مجاز است، اما توصیه می شود که فاصله پمپ کردن
مخلوط نسبت به مخلوط بتن معمولی کاهش و حدود ۱۰ درصد از مقدار شن کاسته شود و نسبت ملات به سنگدانه درشت افزایش یابد.