معرفی بتن اکسپوز معماری شامل کاربرد ها و طرح اختلاط آن

بتن اکسپوز معماری یا بتن نمایان، سطح زیباتری را در اختیار می گذارد و در یک ساختمان نیز می تواند کاربرد سازه ای هم داشته باشد. در این نوشتار در مورد نسبت های طرح اختلاط، ویژگی ها و کاربرد های این نوع بتن توضیحاتی ارائه خواهد شد. با ما همراه باشید.

پیشینه ی بتن اکسپوز درجا ریز

اولین بار از بتن اکسپوز در مرکز تجاری Corbusier در دانشگاه هاروارد استفاده شد. این پروژه ی خاص توجه بسیاری از طراحان را در ایالات متحده به خود جلب کرد. در سال های بین 1965 تا 1990 بود که استفاده از بتن معماری رونق گرفت. این باعث پیشرفت فرآیندهای بتن ریزی شد.

شکل 1 . کتابخانه ی Hradec Kralove – پلان X شکل

ویژگی های بتن اکسپوز

بتن اکسپوز در هر زمینه ای که مدنظر باشد از جمله کاربردها در مهندسی عمران، نگرانی های اقتصادی یا جنبه زیبایی سازه، راه حلی مدرن است که تمامی نیازها را برطرف می کند. بتن معماری در حال حاضر یکی از موضوعات مهم در طراحی معماری است. در صورت تأمین سیستم های قالب بندی مناسب، هر شکل را می توان باکیفیت و مقاومت مطلوب طراحی کرد و سپس ساخت.

عوامل مشخصی وجود دارند که بر روی ساخت بتن اکسپوز تأثیر خواهند گذاشت. این عوامل عبارت اند از:

1 . قالب بندی
2 . اختلاط بتن، این عامل شامل نوع سیمان و سنگ دانه های مورد استفاده می شود.
3 . نوع و مقدار رنگدانه ها.
4 . انتخاب عامل رهاساز قالب برای مخلوط بتن معماری (ماده ای که به قالب مالیده می شود تا بعداً بتوان قالب را جدا کرد)
5 . اقداماتی که روی سطح صورت می گیرد؛ شامل فرآیندهای صیقل کاری، شستشو، سنباده زن و ماسه پاشی
6 . فرآیندهای دیگری مانند جلا دادن رنگ و پوشش ها

ملاحظات طرح اختلاط به لحاظ معماری

ضروری است که به منظور تحکیم مناسب و به دست آوردن مقاومت مطلوب در سازه، بتن اکسپوز کارایی مناسبی داشته باشد. معمار باید الزامات طراحی را برای سازه مشخص نماید. مهندس باید مقاومت طراحی سازه را تعیین کند و نیازمندی های بهره برداری، ملاحظات عملی در فرآیند ساخت، اقدامات مربوط به قطعات پیش ساخته و برپا سازی سازه را مدنظر قرار دهد. در صورتی که اختلاط بتن با هدف مطلق سازه ای طراحی شده باشد، باید تمامی انواع دانه بندی در سنگ دانه ها وجود داشته باشد تا مخلوط متراکم تر باشد.

یک مخلوط بتن مناسب برای تولید بتن اکسپوز، باعث ایجاد ترکیبی خواهد شد که دارای رنگ و بافت یکنواخت بوده و از جداشدگی سنگ دانه ها و لکه دار شدن سطح جلوگیری می کند. زمانی که بافت بتن از عوامل مهم باشد، استفاده از یک اندازه ی الک برای سنگ دانه هایی درشت به همراه مصالح بنایی یا مقدار کمی از ماسه ی بتنی، توصیه می شود. این مخلوط توزیع یکنواختی را برای سنگ دانه ها ارائه می دهد که باعث ایجاد بافت مناسبی خواهد شد.
رنگ بندی های گوناگون را می توان با تغییر ماسه و شن به دست آورد. شفافیت سنگ دانه با استفاده از سنگ دانه هایی که دارای رنگ تیره تری هستند به دست می آید. لازم نیست که طرح اختلاط بتن معماری مشابه با بتن های متداول باشد.

زمانی که پیمانکار ساخت بتن اکسپوز را می پذیرد، مسئولیت اطمینان از این که ترکیب بتن بتواند مقاومت کافی و کارایی مناسب را داشته باشد به طوری که سطح بتن تولید شده کمترین خسارات را متحمل شود، به عهده ی اوست. این مسئولیت، مسئولیت بزرگی برای کسی که مسئولیت طراحی را بر عهده دارد نیز می باشد و کاملاً تمام مسئولیت متوجه پیمانکار نیست.

برای طرح اختلاط هایی که دارای دانه بندی ناقص هستند، نسبت وزنی سنگ دانه ی ریز به درشت باید برابر با 1:2:5 تا 1:3:5 باشد. معمولاً ماسه ی بنایی، رایج ترین سنگ دانه ی ریز مورد استفاده می باشد. در صورتی که مخلوط، دارای سیمان بیشتری باشد، نیاز به شن و ماسه ی درشت داریم چرا که در این حالت سیمان به عنوان مصالح ریزدانه عمل می کند و عملکرد بهتری نیز خواهد داشت؛ اما در شرایطی که مخلوط دارای سیمان کمتری باشد، نیاز به سنگ دانه های ریز داریم تا به عملکرد مطلوب دست پیدا کنیم. هر چه مقدار بیشتری از سیمان در مخلوط بتن وجود داشته باشد، حرارتی که آزاد می شود بیشتر خواهد بود. به منظور جلوگیری از سرد شدن سریع بتن و در نتیجه ترک های حرارتی، باید پوشش های مخصوص عمل آوری حرارتی برای محافظت از سطح خارجی بتن استفاده کرد.

تقاضا برای بتن خود متراکم ( SCC ) در کارخانه های بتن در حال افزایش است. این نوع بتن در کارخانه سازه های پیش ساخته نیز کاربرد بیشتری دارد. از مزایای این نوع بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش نیاز به نیروی کار ماهر
• کاهش حباب های هوا
• بهبود پیوستگی تولید

SCC را نمی توان در هر محلی استفاده کرد. استفاده از آن باید بر اساس کنترل مناسب مصالح و منابع خام موجود در محل، محدودیت های محیطی و تجربه ی تولیدکننده بتن صورت گیرد.

شکل 2 . بتن نمایان

ملاحظات مخلوط برای بتن اکسپوز دارای بافت صاف

مقدار هوا، آب، سیمان و سنگ دانه ی ریزی که به منظور تحکیم مناسب بتن مورد نیاز است، برابر با 50 تا 66 درصد حجم مطلق بتن می باشد. این مقدار به اندازه ی 45 تا 60 درصد وزن آن خواهد بود. در صورت استفاده از سنگ دانه های گرد گوشه این مقدار کمتر و در صورت استفاده از سنگ دانه های شکسته شده این مقدار بیشتر خواهد بود. به منظور به دست آوردن بافت صاف برای بتن اکسپوز، باید تقریباً 35 تا 45 درصد وزن باید متشکل از سنگ دانه های ریز باشد. دانه بندی هایی که دارای اندازه ای کمتر از 3 میلی متر باشند، نباید بیشتر از % 5 استفاده شوند. در صورتی که از مواد مناسبی برای قالب، مواد مناسبی به عنوان رهاساز قالب و روش های مناسب بتن ریزی استفاده شود، تعداد و اندازه ی حفره های هوا را تا حد زیادی می توان کاهش داد.

اختلاط برای بتن اکسپوز دارای بافت بسیار نرم تا نرم

برای بافت سند بلاست بسیار نرم، دانه بندی درشت دارای سایز 9.5 میلی متر پیشنهاد می شود. سنگ دانه های مورد استفاده می توانند دارای دانه بندی کامل یا ناقص باشند.

اختلاط برای بتن اکسپوز دارای بافت متوسط

به نظر می رسد که سنگ دانه های درشت که در محدوده ی متوسط هستند، هنگام حذف سیمان یا ماسه از سطوح نمایان، به سطح بتن می چسبند. از این سنگ دانه ها نباید استفاده کرد، در غیر این صورت ناصافی بزرگی بر روی سطح بتن مشاهده خواهد شد. حداکثر سایزی که در مخلوط های دارای دانه بندی ناقص پیشنهاد می شود برابر با 25 میلی متر است. بتن ریزی بتن هایی که داری دانه بندی های با سایز بزرگتر هستند، بسیار دشوار خواهد بود.

اختلاط برای بتن اکسپوز دارای بافت سخت

به منظور دستیابی به یک سطح پرداخت شده بسیار سخت و زبر، باید سنگ دانه هایی که دارای سایز بین 4.75 میلی متر تا 9.5 میلی متر هستند، حذف شوند. این کار باعث جلوگیری از ساخت بتنی که دارای مشکلات جداشدگی است، خواهد شد.

سنگ دانه ی ریز مورد استفاده باید 100 درصد از الک 2.36 میلی متر و 0 تا % 10 از الک 150 میلی متر عبور کنند. همچنین پیشنهاد می شود که از ماسه ی صنعتی یا بنایی که از الک 2.36 میلی متر عبور می کند، استفاده شود نه از سنگ دانه هایی با دانه بندی ریز معمولی. ماسه ی مورد استفاده باید مدول نرمی (ریزی) برابر یا کمتر از 2.4 داشته باشد. بتن اکسپوز برای بافت سخت ممکن است دارای سنگ دانه های درشت تری باشد. این مخلوط ها باید اسلامپ کمتر از 125 میلی متر هنگام بتن ریزی داشته باشند.

منبع: ترجمه نوشتاری از سایت theconstructor توسط علی برزگر، از مقالات تحلیلی گروه آموزشی 808