در بتن سنگین به جاى شن و ماسه از خرده هاى فولاد، چدن و یا سولفات باریم استفاده مى شود. کاربرد اینگونه بتن بارى جلوگیرى از تشعشع اشعه X و Y و غیره بوده و اصولاً براى سازه هاى مربوط به تأسیسات اتمى و یا هر جا که امکان تشعشعات رادیواکتیو وجود دارد از اینگونه بتن استفاده مى شود. وزن مخصوص بتن سنگین حدود ۵/۱ تا ۵/۲ برابر وزن مخصوص بتن معمولى است. براساس تعریف موسسه ACI آمریکا بتن سنگین، بتنى است که اساساً داراى وزن مخصوص بزرگترى نسبت به بتن هاى ساخته شده با سنگدانه هاى معمولى مى باشد، و معمولاً با استفاده از سنگدانه هاى سنگین تهیه شده و به طور ویژه به عنوان سپر محافظ در مقابل تشعشع به کار مى رود.
- هر چند که سپرهاى محافظ در مقابل تشعشع کاربرد اصلى بتن هاى سنگین هستند، لیکن در ساخت وزنه هاى تعادلى (بتن هاى وزنى) و یا در مواردى که نیاز به افزایش بار مرده سازه، بدون افزایش حجم هستیم، نیز مورد استفاده مى باشند. هنگامى که بحث از بتن سنگین است، منظور بتنى با جرم مخصوص بیش از ۲۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب مى باشد، که براساس نوع و اندازه سنگدانه مصرفى و شیوه تراکم و تخلیه، مى تواند جرم مخصوص بیش از ۶۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب داشته باشد.
- بتن سنگین همواره هزینه ساخت بیشترى نسبت به بتن هاى معمولى دارد. این اضافه قیمت مى تواند ناشى از مواردى نظیر؛ حفارى معدن، حمل مصالح، شکستن دانه بندى مصالح، اختلاط مناسب سنگدانه در خمیر سیمان، جا دادن و پرداخت سطح بتن ریخته شده باشد. هزینه حمل و نقل سنگدانه هاى سنگین در مقایسه با سنگدانه هاى معمولى که معمولاً در نزدیکى کارگاه در دسترس مى باشند، نسبتاً بالاست. اکثر تجهیزات مرتبط با مصالح سنگى نظیر سنگ شکن ها و دستگاه هاى دانه بندى براساس خصوصیات سنگدانه هاى معمولى ساخته و آماده مى شوند، به همین جهت در صورت استفاده از سنگدانه هاى سنگین سرعت استهلا ک این تجهیزات افزایش مى یابد. در نتیجه بازده این تجهیزات نسبت معکوس با چگالى سنگدانه ها دارد. در این حال اگر جرم مخصوص بتن معمولى حدود ۲۴۰۰ و بتن سنگین ۶۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب فرض شود، جهت تهیه یک مخلوط همگن و یکنواخت بدون اینکه بخواهیم فشار اضافى بر تجهیزات مکانیکى اعمال نماییم، باید از ۴۰ درصد ظرفیت اسمى دستگاه مخلوط کن استفاده شود.
- با وجودى که استحصال، حمل، شکستن و دانه بندى سنگدانه ها جهت تهیه بتن سنگین پرهزینه است و اختلاط، حمل و نقل و ریختن و پرداخت بتن ساخته شده هزینه بالاترى نسبت به بتن معمولى را در بر دارد، لیکن این نوع بتن در ساخت سپر محافظ در مقابل تشعشع، (نظیر دیواره نیروگاهها و آزمایشگاهها) ساخت وزنه هاى تعادلى و در مواردى که در حداقل فضا، تراکم جرم (وزن مرده زیاد) مورد نیاز باشد، کاربرد ویژه خواهد داشت. هنگامى که طراحى براساس چگالى باشد، ضخامت دیوار یا کف ممکن است با دو برابر کردن چگالى بتن ساخته شده، به میزان ۵۰ درصد کاهش یابد. با افزایش چگالى بتن، خصوصیات زیادى از بتن افزایش یافته یا دستخوش تغییر خواهد شد.
- یکى از مهمترین این خصوصیات، مقاومت سایشى بتن است. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، با افزایش چگالى بتن، مقاومت سایشى آن نیز افزایش مى یابد.با کاربرد برخى از مواد افزونى پیشرفته، مى توان چگالى خمیر سیمان را افزایش داده و نسبت آب به سیمان را کاهش و کارایى را افزایش داد، در ضمن با کاهش نسبت آب به سیمان بالطبع، مقاومت بتن ساخته شده نیز افزایش مى یابد.علاوه بر افزودنى هاى شیمیایى، با بکار بردن دوده سیلیسى که یک افزودنى معدنى است، مى توان نفوذ پذیرى بتن، را کاهش و چگالى خمیر سیمان و مقاومت بتن را افزایش داد.
- مطالب مرتبط: