تاریخچه بتن

تاریخچه بتن به زمان‌های بسیار طولانی بازمی‌گردد. همان زمانی که گذشتگان ما از ترکیب خاک و آب بنا‌های مختلفی می‌ساختند و با گذشت زمان و به دست آوردن تجربه، آهک آبی و خاکستر‌های آتش فشانی را ترکیب و جایگزین کردند تا به این ترتیب یک ماده بسیار مقاوم و در‌نتیجه بنای محکم داشته باشند. بتن ساختمانی دارای تاریخچه طولانی و چشمگیر است و می‌توان گفت از هزاران سال پیش و حتی پیش از اهرام مصر، استفاده از آن آغاز شده است. در این مقاله به بررسی تاریخچه بتن و در‌نهایت نمونه‌های جدید آن یعنی بتن آماده می‌پردازیم، پس تا انتها با ما همراه باشید. 

تاریخچه بتن ـ اولین استفاده از بتن

بتن یک ترکیب از سیمان، آب، ماسه و دیگر سنگدانه‌ها است که طی فرآیند سفت و خشک شدن، مقاومت بسیار بالایی به دست می‌آورد. این متریال ساختمانی به دلیل استحکام، انعطاف‌پذیری و دوام بسیار بالا در ساخت و ساز به فراوانی کاربرد دارد. همچنین قابلیت تحمل فشار و وزن بالایی نیز دارد و همین امر موجب شده است که در ساخت پل‌ها و سازه‌های خاص نیز به‌کار گرفته شود. 

این متریال محکم و کاربردی را می‌توان یک نماد پیشرفت فناوری ساختمان انسان در نظر گرفت که تاریخچه آن به سالیان پیش بازمی‌گردد و در طی این زمان دستخوش تغییر شده است. تا به امروز اکتشافات و تحقیقات بسیاری در رابطه با تاریخچه بتن انجام گرفته و مطابق با آن‌ها می‌توان گفت که انسان‌های اولیه نیز برای ساخت سازه‌های مورد‌نظر خود از بتن کمک می‌گرفتند. 

اگر بخواهیم در رابطه با اولین استفاده از بتن صحبت کنیم، اولین ذخایر ترکیبات سیمان، حدود 12 میلیون سال پیش شکل گرفت، اما شواهد و تحقیقات نشان می‌دهند که اولین استفاده از بتن در اسرائیل انجام شده است. در دهه‌های 1960 و 1970، زمین‌شناسان اسرائیلی کشف کردند که واکنش میان سنگ آهک و شیل نفتی در طی احتراق نفتی، موجب رسوبات طبیعی در ترکیب سیمان و در‌نتیجه تولید ماده‌ای بسیار محکم و مقاوم می‌شود. به‌طور‌کلی می‌توان گفت مواد بتنی که توسط طبیعت تولید می‌شوند را می‌توان نخستین نمونه‌های بتن در نظر گرفت و تاریخچه بتن به دوران‌های پیش از تاریخ باز می‌گردد. 

با توجه به مطالب قبل می‌توان گفت که بتن به‌ عنوان یک ماده مهم در دوران‌های باستانی به‌ صورت طبیعی تشکیل می‌شد و در ساخت انواع سازه و ساختمان کاربرد داشت و تاریخچه بتن را می‌توان در زمان‌های بسیار دور از تاریخ انسان در نظر گرفت. 

• تاریخچه بتن در مصر

شواهد نشان می‌دهند که حدود 3 هزار سال قبل از میلاد، رومیان به کمک گل‌و‌لای مخلوط شده با کاه، توانستند یک ملات محکم بسازند و به این ترتیب آجر‌های اهرام را به یکدیگر بچسبانند. ترکیب آهک و گچ توانست یک بنای مستحکم و بسیار مقاوم به جای بگذارد که امروزه ما آن را با نام اهرام مصر می‌شناسیم. محققان معتقدند که برای ساخت اهرام مصر، حدود 500 هزار تن ملات استفاده شده است. 

• تاریخچه بتن در چین

چین یکی از کشور‌های پیشتاز در عرصه استفاده از بتن است و دیوار بزرگ این کشور با همین متریال ساخته شده است. در قسمت‌های شمالی چین نیز از بتن در صنایع قایق‌سازی به فراوانی استفاده میشد. خوب است بدانید که آزمایشات طیف‌سنجی نشان می‌دهند که یکی از اجزای اصلی در ملات استفاده شده در دیوار بزرگ چین و حتی دیگر سازه‌های این کشور، نوعی خمیر برنج چسبنده و گلوتنی است که موجب می‌شود سازه‌های ذکر‌شده تا مدت‌های طولانی، شکل و حالت اولیه خود را حفظ کنند و تخریب نشوند. 

• تاریخچه بتن در روم

تاریخچه بتن در روم یکی از مهم‌ترین و معتبر‌ترین تاریخچه‌های این متریال ساختمانی محکم است. حدود 600 سال پیش از میلاد، یونانیان توانستند یک پوزولان طبیعی کشف کنند که از طریق ترکیب آن با آهک، از خود خصوصیات هیدرولیکی نشان می‌داد. اما یونانیان به اندازه رومیان در مراحل و متریال‌های ساخت‌و‌ساز، تلاشگر نبودند. 

رومیان حدود 200 سال قبل از میلاد، با بتن همان زمان توانستند سازه‌های منحصر‌به‌فرد و زیبایی خلق کنند. البته این نکته را در نظر داشته باشید که بتن آن زمان با بتن امروزی تفاوت‌های بسیاری داشت. به عبارت دقیق‌تر این بتن تنها مقداری خرده سنگ سیمانی بود که در ساختمان‌ها بکار گرفته میشد. در روم بسیاری از سازه‌ها به وسیله کنار هم قرار گرفتن قطعات سنگی کوچک و بزرگ و پر کردن فضای خالی میان آن‌ها با ملات انجام می‌گرفت.

روی زمین و نمای داخلی و خارجی دیوار‌ها در سازه‌های رومی با آجر‌های رسی به‌طور کامل پوشانده می‌شد. این نوع آجر ارزش سازه‌ای بسیار پایینی دارد و تا حد بسیاری با هدف افزایش زیبایی بصری ساختمان‌ها در آن‌ها کاربرد داشتند. خوب است بدانید که تا پیش از استفاده از این نوع ملات، در ساختمان‌ها نوعی آهک ساده کاربرد داشت که با گاز کربن‌دی‌اکسید موجود در هوا واکنش می‌داد و به این ترتیب تبدیل به یک متریال سخت و محکم می‌شد.

این ماده دوام و مقاومت چندانی نداشت. در‌نتیجه این امر رومیان به سراغ خلق نوعی ماسه رفتند که از ترکیب ماسه طبیعی و نوعی واکنش‌زای موجود در طبیعت خلق می‌شد. با گذشت زمان و نیاز به ساخت سازه‌های مستحکم‌تر، رومیان توانستند ماده‌ای خلق کنند که امروزه با نام بتن معرفی و شناخته می‌شود. 

از هزاران سال پیش و باز هم امروز، نیمی از جمعیت کره زمین برای احداث بناهای مورد نیاز خود از مخلوط خاک و آب استفاده می کنند. گل خشک شده، چینه کشی و کاهگل از مخلوط خاک محتوی رس و خاک به دست می آیند.خاک رس چسبندگی مخلوط را تامین می کند.

• تاریخچه بتن نازک ـ پوسته‌های مسلح

بتن نازک که با نام بتن مگر یا بتن پوششی شناخته و معرفی می‌شود، یکی از کاربردی‌ترین انواع بتن است. اما به راستی تاریخچه بتن نازک به چه زمانی باز‌ می‌گردد؟ 

بتن مگر نوعی بتن با عیار بسیار کم است که در هر متر مکعب آن، 100 تا 150 کیلوگرم سیمان استفاده شده است و به‌طور‌معمول در زیر‌سازی کاربرد دارد. این نوع بتن را می‌توان یکی از جدید‌ترین انواع بتن در نظر گرفت که سال‌های بسیاری از ساخت آن نگذشته است.  برای اجرای بتن مگر که یکی از بتن های خاص است، به مصالح ساخت بتن نظیر: شن، ماسه، سیمان و آب نیاز است و هر‌یک از موارد ذکر‌شده باید با نسبت مشخص که توسط آزمایشگاه بتن تعیین شده، با یکدیگر مخلوط شوند. 

افراد تاثیرگذار در کشف بتن مسلح

بتن مسلح یا بتن آرمه، نوعی بتن مسلح شده با میلگرد است که از شکستگی سازه به خوبی جلوگیری می‌کند. این نوع بتن در سال 1849 توسط یک باغبان فرانسوی به نام جوزف مونیر اختراع شد و در‌نهایت در سال 1867 به ثبت رسید. 

برای آشنایی دقیق‌تر با تاریخچه بتن مسلح این نکته را در نظر داشته باشید که در آمریکا، ویلیام وارد، نخستین ساختمان بتن آرمه را در سال 1875 در نیویورک بنا کرد. تادیوس هیئت نیز که یک وکیل بود، در سال 1850 شروع به انجام تحقیق روی بتن آرمه کرد. هیئت در ابتدا میله‌های آهنی را در ناحیه کششی تیر قرار داد و درست در نزدیکی تکیه‌گاه، آن را به طرف بالا خم و در ناحیه فشاری مهار کرد. وی همچنین میله‌های قائمی را در نزدیکی تکیه‌گاه برای تحمل فشار قرار داد.

خوب است بدانید که تادیوس هیئت در سال 1877 یک کتاب 28 صفحه‌ای در رابطه با تحقیقات خود منتشر کرد. تاریخچه بتن آرمه به موارد فوق خلاصه نمی‌شود و یک مهندس فرانسوی به نام کویگنت، از بتن آرمه در ساخت انواع سازه استفاده کرد و توانست در سال1853، یک ساختمان 4 طبقه در خیابان 72 چارلز میشل بسازد. 

• تاریخچه بتن اکسپوز

تاریخچه بتن اکسپوز در مقیاس وسیع و در نمای ساختمان برای اولین بار در آمریکا به ثبت رسیده است. در سال‌های 1945 تا تا 1950 و در دوران پس از جنگ، تایل‌های بتنی نما به دیوار به‌عنوان پوشش استفاده می‌شدند و پس از آن در دهه‌ی پنچاه میلادی و بین سال‌های 1950 تا 1955، استفاده از بتن در بلژیک با هدف تضمین ماندگاری و ظاهر با‌کیفیت رایج شد. 

بتن اکسپوز پیش‌ساخته با کاربرد‌های وسیع در استفاده از نمای ساختمان‌ها در دوره‌ی پس از ‌جنگ معرفی شد. لازم به ذکر است که از دهه 1950 به بعد، تعداد شرکت‌های تولید‌کننده بتن پیش‌ساخته به‌صورت پیوسته افزایش یافتند و از آن سال تا به امروز، تعداد بسیار زیادی تولید‌کننده بتن اکسپوز با‌کیفیت و ویژگی‌های مختلف در سراسر جهان فعالیت دارند. 

تاریخچه بتن از ماقبل تاریخ تا دوران مدرن

این مصالح را می توان نیاکان بتن امروزی و روش های ساخت و پرداخت آن دانست. این مصالح ابتدا به صورت قطعات منظم از پیش ساخته شده مورد استفاده قرار گرفتند و سپس به صورت درجا در قالبهای تهیه شده به این منظور ریخته شده اند و شکل مطلوب و مورد نظر را به خود گرفتند.

در سال ۱۷۵۶، یک انگلیسی به نام اسمیتم، با استفاده از آهک آبی ( که در زیر آب سفت می شود) و اختلاط آن با خاکستر های آتش فشانی   ( که اولین بار در ناحیه پوز ل در دامنه کوه وزوو یافت شده و به آن پوزلان نام داده اند) ، مخلوطی به دست آورد که مانند سنگ ناحیه پرتلند سخت بود.

در سال ۱۸۱۷یک فرانسوی به نام ویکا، از طریقی علمی، اصول شیمیایی سیمان ها را مطالعه کرد و قواعدی برای تهیه آن مشخص نمود. این ابداعات علمی نشان داد که از اختلاط سیمان، سنگدانه ها ( شن و ماسه) و آب ماده ای یه دست می آید که قابل ریختن در قالب است ، سخت می شود و به صورت یک سنگ واقعی مصنوعی در می آید.

این مخلوط سفت شده بتن نام گرفت. کاربرد بتن مدتی محدود بود، زیرا هرچند مقاومت فشاری قابل ملاحظه ای داشت ولی مقاومت کششی آن ده تا بیست بار کمتر از مقاومت فشاری و در نتیجه شکننده بود.

در سال ۱۸۹۲، در فرانسه اولین پلهای بتن مسلح توسط هنبیک یاخته شد، که یکی شهر پرپینیان به دهانه ۱۵ متر و دومی در شهر شاتل رو به دهانه ۵۰ متر بود.

چند سال بعد، درسال ۱۹۰۰ میلادی ، همین شخص اولین ساختمان چند اشکوبه بتن مسلح را در کوچه دانتن در شهر پاریس احداث کرد بتن در مفهوم وسیع به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می‌شود. این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمان های هیدرولیکی و آب می‌باشد.

 بتن - شرکت پایهان بتن

حتی امروزه چنین تعریفی از بتن شامل طیف وسیعی از محصولات می‌شود. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان ونیز پوزولان‌ها، سرباره کوره‌ها، مواد مضاف، گوگرد، مواد افزودنی، پلیمرها، الیاف و غیره تهیه شود. همجنین در نحوه ساخت آن ممکن است حرارت، بخار آب، اتوکلاو، خلا، فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده‌های 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، به نحوی که امروزه شاهد کاربرد انواع مختلف بتن با مصالح مختلف هستیم که هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست. در حال حاضر انواع مختلفی از سیمانها که شامل پوزولانها، سولفورها، پلیمرها، الیافهای مختلف و افزودنی های متفاوتی هستند، تولید می شوند.

همچنین می توان خاطر نشان کرد که تولید انواع بتن با استفاده از حرارت ، بخار، اتوکلاوم ، تخلیه هوا ، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب انجام می گیرد. بتن به طور کلی محصولی است که از اختلاط آب با سیمان آبی و سنگدانه های مختلف در اثر واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی خاصی به حاصل می شود و دارای ویژگیهای خاص است.

بتن اینک با گذشت بیش از ۱۷۰ سال از پیدایش سیمان پرتلند به صورت کنونی توسط یک بنّای لیدزی، دستخوش تحولات و پیشرفتهای شگرفی شده است.در دسترس بودن مصالح آن، دوام نسبتاً زیاد و نیاز به ساخت و سازهای فراوان سازه های بتنی چون ساختمان ها، سازه ها، سد ها، پل ها، تونل ها و راه ها، این ماده را بسیار پر مصرف نموده است. اینک حدود سه تا چهار دهه است که کاربرد این ماده در شرایط خاص مورد استقبال کاربران آن قرار گرفته است.

امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی مشخص شده است که صرف توجه به مقاوت به عنوان یک معیار برای طرح بتن برای محیطهای 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 کشور های 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 پاره ای 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 گشته اند.

 ١٢ ميليون سال قبل از ميلاد مسيح: اختلاط ميان سنگ آهک و مايع موجود در سنگهای کناری ديواره های مناطق نفت خيز که باعث پديد آمدن بتون امروزی شده است . ( حوالی اسرائيل کنونی )
 ٥٦٠٠ سال قبل از ميلاد مسيح: ساخت اولين بنای بتونی .
 ٣٠٠٠ سال قبل از ميلاد مسيح: مصريهای باستان جهت ساخت اهرام از اختلاط سنگهای آهکی و گچی با آب به صورت بلوکهای منظم استفاده کرده اند .
 ٨٠٠ سال قبل از ميلاد مسيح: استفاده از ملاتهای ساختمانی در يونان باستان .
 ٣٠٠ سال قبل از ميلاد مسيح: استفاده بابليان و آشوريان از مخلوط مواد معدنی به صورت سنگ و آجر.
 ٢٩٩ سال قبل از ميلاد مسيح
 ٤٧٦ سال قبل از ميلاد مسيح: استفاده از جسمی شبيه خاک که تيره تر از خاک معمولی بوده و مقدار زيادی در پوزولی واقع در نزديکی خليج ناپل يافت شده بود که در بناهايی از قبيل Coliseum در رم، Basilica of Constantine در رم، Pantheon در رم و همچنين Pont dv Gard در جنوب فرانسه استفاده گرديده است که هم اکنون نيز اين بناها پابرجا و استوار می باشد.
 سال ٥٤٠ ميلادی: استفاده از بناهای بتنی جهت طاق سقفها و گنبد در موزه ها، ساختمانهای مجلل و همچنين استفاده از سقفهای بتنی جهت جدا کردن طبقات از يکديگر.

 سال ١٢٠٠ تا ١٥٠٠ ميلادی: استفاده از آهک پخته و پوزولان در بناهای قديمی و همچنين ايجاد انگيزه و علاقه در مردم به استفاده بهتر از اين نوع مصالح به جهت استحکام بخشيدن به بناها و سازه ها.
 سال ١٧٧٤ ميلادی: کشف سيمان توسط آقای جان اسميتون به روش جديد.
 سال ١٧٧٩ ميلادی: کشف خواص هيدروليکی سيمان.
 سال ١٧٨٠ ميلادی: انتشار کتاب اکتشافات و مشاهدات ملاتهای ساختمانی گرفته شده از سيمان.
 سال ١٧٩٦ ميلادی: ثبت خواص هيدروليکی سيمان توسط Mr.James parker
 سال ١٨٠٠ ميلادی: ساخت لنگرگاهی عظيم از بتن در انگليس توسط Mr.william Jessop
 سال ١٨٠٢ ميلادی: استفاده از سيمان معمولی در فرانسه.

 سال ١٨١٠ ميلادی: استفاده از سيمان مقاوم و تحقيق درباره خواص هيدروليکی سيمان در فرانسه.
 سال ١٨٢٤ ميلادی: بدست آوردن سيمان پرتلند توسط آقای Joseph Aspdin
 سال ١٨٢٥ ميلادی: ساخت اولين کانال مدرن بتنی در آمريکا و همچنين ساخت تعدادی سازه در نيويورک.
 سال ١٨٢٨ ميلادی: اولين استفاده ترميمی از سيمان پرتلند جهت تقويت و ترميم تونل thames آمريکا.
 سال ١٨٣٠ ميلادی: توليد اولين نوع آهک و سيمان در کانادا و ساخت ديوارهای بتنی در آمريکا.

 بتن ریزی - شرکت پایهان بتن

 سال ١٨٣٦ ميلادی: اولين آزمايش سيستماتيک جهت تست مقاومت کششی و فشاری سيمان در آلمان.
 سال ١٨٤٣ ميلادی: ثبت توليد سيمان پرتلند توسط شرکت J.M.Mouder,Son & Co
 سال ١٨٤٩ ميلادی: ساخت اولين آزمايشگاه شيمی دقيق جهت تست سيمان پرتلند در آلمان.
 سال ١٨٥٠ ميلادی: بدست آوردن اولين بتن مسلح و آزمايشات دقيق بر روی آن در فرانسه.
 سال ١٨٥٤ ميلادی: ساخت اولين ميکسر بتن در فرانسه.
 سال ١٨٦٠ ميلادی: ترکيبات جديد سيمان گرفته شده از سيمان پرتلند.

 سال ١٨٦٧ ميلادی: ساخت و تست انواع سيلندرهای بتنی عمودی به صورت بتن مسلح با سيمهای فلزی توسط Mr.Joseph monier از فرانسه و Mr.william wands از آمريکا.
 سال ١٨٦٨ ميلادی: ساخت بلوک سيمانی مستحکم در آمريکا.
 سال ١٨٧٩ ميلادی: ساخت جاده حمل و نقل باری از سيمان پرتلند با بهترين کيفيت در اسکاتلند.
 سال ١٨٨٦ ميلادی: طراحی و تست ابتدائی کوره دوار سيمان جهت جايگزينی کوره های عمودی.
 سال ١٨٨٩ ميلادی: ساخت اولين پل سيمانی در آمريکا.
 سال ١٨٩٠ ميلادی: طرح جايگزينی کوره دوار به جای کوره عمودی و همچنين آسيابهای گلوله ای افقی جهت خردايش بهتر سيمان.
 سال ١٨٩٨ ميلادی: اعلام ٩١ فرمول مختلف جهت ساخت انواع سيمان.
 سال ١٩٠٠ ميلادی: استاندارد شدن تستهای مقدماتی سيمان معمولی.
 سال ١٩٠٢ ميلادی: ساخت اولين آپارتمان بلند بتنی در فرانسه.
 سال ١٩٠٣ ميلادی: ساخت اولين آسمانخراش بتنی در سين سيناتی آمريکا.(ohio)
 سال ١٩٠٨ ميلادی: ساخت خانه بتنی توسط توماس اديسون در نيوجرسی آمريکا.
 سال ١٩٠٩ ميلادی: ثبت طرح کوره دوار سيمان توسط توماس اديسون.
 سال ١٩١١ ميلادی: ساخت پل بتنی ٣٢٨ فوتی در رم.
 سال ١٩١٤ ميلادی: اتمام اجرای کانال پاناما توسط سازه های بتن مسلح به ضخامت ٢٠ فوت.
 سال ١٩١٥ ميلادی: ساخت اتاق تست بتنی اتومبيل در شرکت فيات در تورين ايتاليا.
 سال ١٩١٦ ميلادی: تاسيس انجمن سيمان پرتلند در شيکاگو آمريکا.
 سال ١٩١٧ ميلادی: تاسيس اداره استاندارد تست سيمان پرتلند در آمريکا.
 سال ١٩٢٣ ميلادی: تاسيس شرکتهای توليد سنگفرشهای بتنی خيابانی در آمريکا.
 سال ١٩٢٧ ميلادی: ساخت اولين تراک ميکسر افقی بتن در سياتل آمريکا.
 سال ١٩٣٠ ميلادی: ساخت تراک ميکسرهای افقی و عمودی بتن به شکل ماشين آلات امروزی در آمريکا.
 سال ١٩٣٣ ميلادی: اتمام سازه های بتنی زندان آلکاتراز.
 سال ١٩٣٦ ميلادی: ساخت اولين سد بتنی در آمريکا.
 سال ١٩٤٨ ميلادی: اجرای سطح بتنی فرودگاههای آمريکا .( بتن مسلح )
 سال ١٩٥١ ميلادی: در اين سال آمار ١٧٠٠ بچينگ پلانت سيمان در ١٣٠٠ شهر آمريکا می باشد.
 سال ١٩٥٦ ميلادی: تاييديه مبنی بر تاسيس اتوبانهای آمريکا از سازه های بتنی.
 سال ١٩٦٧ ميلادی: ساخت اولين استاديوم بتنی در آمريکا.
 سال ١٩٧٣ ميلادی: ساخت سالن اپرای سيدنی در استراليا.
 سال ١٩٧٥ ميلادی: برج CN در تورنتو کانادا.
 سال ١٩٨٥ ميلادی: استفاده پی در پی از سيمان پوزولان در سازه های مختلف آمريکا.
 سال ١٩٩٢ ميلادی: بلندترين سازه مسلح بتنی در جهان در شيکاگو آمريکا.
 سال ١٩٩٣ ميلادی: ساخت موزه JFK در بوستون آمريکا
 ساخته شده از شيشه و بتن. و تا امروز که می توان گفت، سيمان نقش اول را، در ساخت و ساز انواع سازه های بزرگ و کوچک، از خود به نمايش می گذارد.

برخی از سازه‌های معروف بتنی در طول تاریخ 

در طول تاریخ سازه‌های مختلف و بسیاری با بتن ساخته شده‌اند که در ادامه به معرفی و بررسی آشنا‌ترین و مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم.

• پانتئون

معبد پانتئون با بیش از 1800 سال قدمت یکی از بهترین و برجسته‌ترین میراث فرهنگی و معماری با‌شکوه روم باستان است. شاهکار معماری این معبد، گنبد بسیار بزرگ آن است که ارتفاع آن به بیش از 43 متر می‌رسد. 

این معبد جذاب در سال 27 قبل از میلاد توسط مارکوس آگریپا، فرزند خوانده امپراتور آگوستوس، ساخته شده است و در ابتدا به شکل یک معبد مستطیلی ساده بود. اما در آتش سوزی سال 80 میلادی بخش بسیاری از آن تخریب شد. 

در سال 110 بازسازی معبد پانتئون توسط امپراتور دومیتین انجام گرفت. اما متاسفانه 30 سال بعد، معبد طعمه حریق شد و آتش گرفت. 

این معبد فضای داخلی بسیار زیبا و جذاب و البته اسکلت محکمی دارد. همین امر موجب شده است که در آتش سوزی‌ها، اسکلت آن دچار تغییر نشود و محکم بماند. بتن بکار رفته در این ساختمان همان چیزی است که دوام بالایی به آن می‌بخشد. 

• دیوار بزرگ چین

هر جا سخن از بلند‌ترین و بزرگ‌ترین بنا‌های تاریخی به میان می‌آید، نام دیوار چین می‌درخشد. این دیوار در سال‌های متمادی و در طول سلسله‌های مختلف کشور چین ساخته شده است و به‌عنوان دیوار دفاعی استفاده می‌شود. همانطور که در تاریخچه بتن گفتیم، یکی از مهم‌ترین و آشنا‌ترین متریال‌های ساخت این دیوار، بتن است که مقاومت بسیار بالایی به آن می‌بخشد. 

ساخت این دیوار بزرگ مدت بسیار زیادی طول کشیده و مطابق با روایات آن زمان بیش از 20 سال است. در زمان سلسله مینگ نیز پس از حدود 200 سال این دیوار تکمیل شد. 

• فانوس دریایی

از دیگر سازه‌های معروف بتنی می‌توان به فانوس دریایی اشاره کرد. این فانوس‌ها ساخته شدند تا به دریا‌نوردان در رابطه با خطوط ساحلی سنگی خطرناک، تپه‌های دریایی و برخی از ساحل‌های شنی و مناطق کم‌عمق که قابل شناسایی و رویت نیستند، هشدار و علامت دهند. فانوس‌های دریایی در ابتدا از هر متریال در دسترس ساخته می‌شدند. اما با گذشت زمان و نیاز به ماندگاری آن‌ها، از بتن برای ساخت استفاده شد.  بتن بکار گرفته دوام بسیار بالایی به فانوس دریایی می‌بخشد و موجب می‌شود که عوامل طبیعی از‌جمله موج موجب تخریب و از بین رفتن آن نشوند. 

• سد هوور

سد هوور یکی از بزرگ‌ترین سد‌های ایالات متحده آمریکا است که روی رودخانه کلرادو در جنوب شرقی شهر لاس وگاس و در مرز بین ایالت‌های نوادا و آریزونا بسته شده است. این سد در گروه سد‌های وزنی ـ قوسی بتنی قرار می‌گیرد و تا پیش از احداث سد گرند کولی در سال 1945 میلادی، به‌عنوان بزرگ‌ترین سازه بتنی و بزرگ‌ترین نیروگاه برق‌آبی جهان معرفی می‌شد. 
این سد محبوب مقاومت بسیار بالایی دارد و با گذشت زمان توانسته شکل و عملکرد اولیه خود را حفظ کند. 

• سد کراند کولی

این سد از دیگر سازه‌های معروف بتنی در طول تاریخ است که بر روی رودخانه کلمبیا قرار دارد و با هدف تولید برق آبی و تامین آب آبیاری ساخته شده است. سد کراند کولی در سال‌های 1933 و 1942 ساخته و در ابتدا تنها دو نیروگاه داشت.  سد کراند کولی با مقاومت و دوام بسیار بالای خود به‌عنوان یک سد بسیار مقاوم شناخته می‌شود. 

• ساختمان اینگالز

این ساختمان 16 طبقه به‌عنوان اولین برجی معرفی می‌شود که با بتن تقویت شده است. برج اینگالز در سال 1903 ساخته شد، اما حدود دو سال طول کشید تا مقامات رسمی شهر دریافت مجوز ساخت‌و‌ساز را ارائه دهند.  بتن بکار گرفته در این ساختمان موجب می‌شود که اینگالز ضد‌آتش باشد و در برابر حریق از خود مقاومت نشان دهد. 

• خانه اپرای سیدنی

خانه اپرای سیدنی یکی از آشنا‌ترین و شاخص‌ترین آثار معماری در سطح جهان است که از گذشته تا به امروز برخی از بر‌ترین آثار هنری در آن نمایش داده می‌شوند. این خانه در لنگرگاه کشور سیدنی ساخته شده است و بتن بکار گرفته، دوام بسیاری به آن می‌بخشد.

ساختمان اپرای سیدنی توسط یورن اوتزون معمار دانمارکی در سال 1957 میلادی طراحی شد و پس از اتمام عملیات ساختمانی مجموعه در تاریخ بیستم اکتبر سال 1973 ملکه الیزابت دوام پرده‌برداری شد. 

• برج خلیفه

این برج با 828 متر ارتفاع به‌ نام بلند‌ترین ساختمان جهان معرفی می‌شود که در سال 2010 در دبی ساخته شده است. در ابتدا قرار بود که برج خلیفه تنها یک سازه مسکونی باشد، اما طراح برج نقشه اولیه را تایید نکرد و 27 طبقه دیگر به همراه یک آنتن آلومینیومی را به نقشه اضافه کرد تا این ساختمان تبدیل به یک برج هیجان‌انگیز شود. 

برج خلیفه از بخش‌های مختلف تشکیل شده است که از آشنا‌ترین آن‌ها می‌توان به هتل آرمانی، پارک برج خلیفه، سکو‌های برج خلیفه دبی، رستوران اتمسفر دبی، آسانسور‌های برج خلیفه، آب‌نمای دبی و... اشاره کرد. 
برخ خلیفه از متریال‌های بسیار با‌کیفیت از‌جمله بتن ساخته شده است. 

• هوازایی در بتن

افزودنی‌های هوازا یا هوازا‌ها نوعی افزودنی هستند که در حین اختلاط از طریق تاثیر‌گذاری بر نیرو‌های کشش سطحی آب ساختاری همگن از ریز‌حباب‎‌های ناپیوسته در بتن، ملات یا خمیر سیمان پدید می‌آورند. این افزودنی‌ها با تشکیل و تثبیت حباب‌هایی هوایی که در حین اختلاط وارد بتن می‌شوند، میزان هوای بتن را افزایش می‌دهد. 

استفاده از هوازایی در بتن دلایل بسیاری دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارت است از:
•    بهبود پایایی بتن سخت شده به ویژه در برابر چرخه‌های یخ زدن و آب شدن
•    بهبود ویژگی های بتن تازه به ویژه کارایی (کارپذیری) و قوام (درون چسبی)
•    و...

اجزای بتن و ساختار آن

ترکیبات اساسی بتن، سیمان، آب و سنگدانه است و از دیگر ترکیبات می‌توان به افزودنی‌ها، رنگدانه‌ها، الیاف، پلیمر‌ها و آرماتور‌ها اشاره کرد. در ساخت بتن ممکن است از حرارت، خلا، بخار‌آب، اتو‌کلاو، فشار‌های هیدرولیکی و متراکم‌کننده‌های مختلف استفاده شود. شایان ذکر است که هر‌گونه تغییر در مقادیر مواد، نوع آن‌ها، مواد افزودنی و تغییرات شرایط محیطی موجب تولید محصولی با مشخصات مختلف شود. 

پیشرفت علم در ساخت بتن امروزی 

پیشرفت علم در تمام حوزه‌ها اثر‌گذار است و ساخت بتن نیز از این قاعده مستثنی نیست. امروزه از روش‌های مختلف و بسیاری برای این امر کمک گرفته می‌شود تا به این ترتیب میزان مواد اضافی تا حد بسیاری کاهش یابد و یک بتن خوب و کاربردی داشته باشیم. دستگاه‌های جدید ساخت بتن موجب می‌شوند که با صرف زمان کم و مواد‌اولیه یکسان، بتن بیش‌ًتری داشته باشیم.

اکنون با گذشت حدود 170 سال از پیدایش نخستین سیمان، پیشرفت فوق‌العاده‌ای در ساخت بتن صورت گرفته است. دوام و مقاومت بالا و در دسترس بودن مصالح موجب شده است که از بتن در ساخت سازه‌ها، ساختمان‌ها، پل‌ها، تونل‌ها و... بکار گرفته شود. 

جمع‌بندی

در مطالب فوق به بررسی تاریخچه بتن پرداختیم. در رابطه با این امر می‌توان گفت که گذشتگان ما از دیر‌باز از خاک و آب برای ساخت بنا استفاده می‌کردند، اما با گذشت زمان و تجربه‌ای که به دست آوردند، از ترکیب آهک آبی و خاکستر‌های آتش فشانی را جایگزین کردند. این ترکیب یک ماده مقاوم و بسیار محکمی تولید کرد که منجر به ساخت بنا‌های بسیار محکمی شد. 
 

واحد تحقیق و توسعه شرکت پایهان بتن