بتن های رنگی از طریق اضافه کردن قلیا و مواد رنگی مقاوم و سبک در داخل مخلوط به اندازه ی ۸ تا ۱۰ درصد وزن سیمان (اکر موم اکسید سرب قرمز و غیره ) یا با استفاده از سیمانهای رنگی به دست می آید . گاهی اوقات راهروها از ماسه های دارای رنگ مانند توف کوارتزیت قرمز مرمر و بقیه سنگهای رنگی ساخته می شوند .
بتنهای رنگی برای اهداف تزئینی در سازه های ساختمان و دستگاهها وپیاده روهای زیر گذر جدا کردن خطوط پر ترافیک راهروهای پارک و همچنین برای ساختن وسایل رفاه عمومی استفاده می شود .
بتن رنگي راهي براي زيبايي شهرها
ساخت بناهاي با مقاومت بيشتر و در عين حال زيباتر هدف همه دست اندرکاران احداث سازه هاي مختلف است. در کنار نوع طراحي بنا، مصالح ساختماني نيز نقش عمده اي در اين مهم دارند. يکي از اين مصالح ساختماني که شايد مهمترين ، پرکاربردترين و بحث برانگيزترين آنها باشد، بتن است.
حتما شما هم در خيابان و يا در نزديکي بناهاي در حال ساخت ماشينهايي را که در پشت آنها مخزنهايي در حال دوران است ديده ايد. اين ماشين ها مشغول اختلاط سيمان ، آب ، شن و ماسه براي تهيه بتن هستند. ساخت بتن به ظاهر ساده به نظر مي رسد؛
اما نکات ريز و مهمي در تهيه آن وجود دارد که ذهن محققان را به خود مشغول کرده و همواره شاهد تحقيقات مختلف در اين زمينه در نقاط مختلف جهان هستيم. در ايران نيز پژوهش هاي زيادي در ساخت بتن انجام شده است که در يکي از اين پژوهش ها که در دانشگاه تربيت مدرس صورت گرفته ، بتن رنگي با ظاهر زيباتر و مقاومت بهتر ساخته شده است. بتن عبارت است از مخلوطي از سيمان و ذرات و دانه هاي شن و ماسه با ابعاد مختلف که براي ساخت آن سيمان و آب و شن و ماسه با هم مخلوط مي شود و آنچه در تهيه اين مخلوط اهميت دارد، نسبت ترکيب شدن اجزاي مختلف است.
اين ترکيب يکي از پرمصرف ترين مصالح ساختماني است که به دليل داشتن خواصي نظير مقاومت و الاستيسيته بالا از تمام مواد ديگر متمايز مي شود. به دليل همين خواص فوق العاده است که همواره تحقيقات در زمينه بتن در سراسر دنيا در حال انجام است و هدف از اين تحقيقات ساخت بتن با مقاومت فشاري بالاتر و نفوذپذيري کمتر است. در اين زمينه همه ساله مسابقات مختلفي نيز در سطح جهان برگزار مي شود که در اين مسابقات همه به دنبال بتن با خواص مکانيکي بالاتر هستند.
عوامل موثر بر خواص مکانيکي بتن عبارتند از: جنس سيمان و درصد آن در ترکيب ، جنس آب که مي تواند آب آشاميدني ، آب مقطر يا حتي آب رودخانه باشد. جنس شن و ماسه و نوع دانه بندي و اندازه ذرات آن و نحوه ساختن و عمل آوري بتن. اگر عمل آوري بتن و عمليات اختلاط خوب انجام نشود، حفره هايي در بتن ايجاد شده و در اين حفره ها آب محبوس مي شود. در هواي سرد و فصل يخبندان اين آب يخ مي زند، حجم آن افزايش مي يابد و به اين ترتيب باعث ترک برداشتن بتن مي شود که افت مقاومت سازه را به دنبال دارد.
ساخت يک بتن جديد با توجه به اهميت بتن در احداث سازه هاي مختلف در ايران نيز همواره تحقيقاتي در اين زمينه انجام مي شود. در يکي از اين تحقيقات که در گروه سراميک بخش مهندسي مواد دانشگاه تربيت مدرس ، توسط مهندس سيدبدرالدين احمدي به سرپرستي دکتر رسول صراف ماموري به انجام رسيد، بتن رنگي با روش جديد و به کمک رنگدانه هاي مختلف ساخته شد.
در اين طرح با استفاده از رنگدانه هاي سراميکي و فلزي نمونه هايي از بتن قهوه اي ، سبز، زرد، سفيد، سياه ، قرمز، نارنجي و آبي تهيه شده است. با توجه به اين که رنگدانه هاي سراميکي مورد استفاده در اين طرح داراي دانه بندي بسيار ريزي است ؛ لذا توزيع يکنواخت و همگني را در بتن ايجاد مي کند و علاوه بر آن مقدار مورد استفاده رنگدانه ها بسيار اندک و درصد ناچيزي از کل ترکيب است. بنابراين هزينه زيادي را تحميل نمي کند و قيمت تمام شده بتن رنگي خيلي بيشتر از بتن معمولي نيست.
براي تهيه اين بتن حدود ۱تا ۳درصد از رنگدانه مورد نظر در شرايطي که بتن تحت عمل آوري است به مخلوط اضافه مي شود و بقيه مراحل کار در حد زيادي مشابه ساخت بتن معمولي است. نکته قابل توجه در اين مساله اين است که براي ساخت قطعات و احجام بزرگ ، مي توان به جاي رنگي کردن کل توده جسم فقط لايه رويي آن را رنگي تهيه کرد و توده دروني جسم به رنگ معمولي بتن باشد.
رنگدانه هاي مورد استفاده به طور کلي رنگدانه ها به ۷گروه عمده تقسيم مي شوند که عبارتند از: رنگدانه هاي رنگي ، رنگدانه هاي سياه ، رنگدانه هاي فلزي ، رنگدانه هاي دارويي ، رنگدانه هاي آرايشي و رنگدانه هاي غذايي. مهمترين رنگدانه هاي سفيد اکسيد تيتانيوم ، رنگدانه هاي بر پايه روي ، رنگدانه هاي بر پايه سرب ، اکسيد آنتيموان و اکسيد زيرکونيوم است.
رنگدانه هاي رنگي معمولا از نوع اکسيد، کرومات ، سيانيد و ترکيبات کادميوم است. مهمترين رنگدانه هاي سياه از نوع دوده (کربن سياه)، گرافيت ، اکسيد آهن سياه و ترکيب مس کروم سياه است که ترکيب آخر به کروم کاپرسياه معروف است. رنگدانه هاي فلزي معمولا از نوع پولکهاي آلومينيوم ، پولکهاي برنز طلايي ، پولکهاي روي ، پولکهاي فولاد زنگ نزن و پولکهاي نيکل است. رنگدانه هاي دارويي ، آرايشي و غذايي ترکيباتي هستند که در تهيه مواد آرايشي ، انواع قرصها و کپسول ها و نيز تغيير رنگ در محصولات غذايي کاربرد دارند. رنگدانه هاي سراميکي بيشتر از نوع رنگي ، سفيد، سياه و فلزي است.
مزاياي بتن رنگي ايده ساخت بتن رنگي زماني در ذهن محققان دانشگاه تربيت مدرس قوت گرفت که کاربردهاي مختلف آن در زندگي بشر بررسي و مفيد بودن آن ثابت شد. از جمله موارد کاربرد بتن رنگي ، جدول بندي و خطکشي خيابان ها، رنگ آميزي ساختمان هاي بتني شهر که هم بر زيبايي معابر مي افزايد و هم عمر سازه را افزايش مي دهد. استفاده در ميادين ورزشي و استاديوم ها براي رنگ آميزي سکوهاي تماشاچيان و يا موارد مشابه نيز مي تواند کاربردهاي ديگر بتن رنگي باشد.
همچنين براي اين نوع بتن مي توان کاربردهاي نظامي نيز در نظر گرفت. به طور مثال مي توان به استفاده از آن در رنگي ساختن سازه هاي بتني محل حفاظت هواپيماهاي جنگي و انبار مهمات مکانهاي نظامي اشاره کرد که هم به استتار سازه کمک مي کند و هم با انتخاب صحيح رنگدانه ها امکان تقويت بتن در مقابل عوامل محيطي فراهم مي شود. ساخت بتن رنگي در مقايسه با بتن معمولي هزينه بيشتري دارد؛ ولي اين هزينه چندان قابل توجه نيست. شايان ذکر است که اين بتنها علاوه بر زيبايي خاص ، در مقايسه با انواع ديگر با توجه به حذف مراحل تعمير و نگهداري و نقاشي مجدد مقرون به صرفه تر است. به طور معمول ، در مواردي نظير خطکشي و جدول بندي معابر که بايد از رنگهاي خاصي استفاده شود،
سازه با بتن معمولي ساخته شده و سطح خارجي آن با رنگهاي معمولي رنگ آميزي مي شود که اين رنگ چون به صورت يک پوشش خارجي است ، در معرض تخريب هاي محيطي قرار دارد و مرتب بايد تعمير و نقاشي مجدد شود. در حالي که بتن رنگي دوام بيشتري دارد و رنگ آن ثابت است. در اين پژوهش ، قطعات ساخته شده از بتن رنگي تحت آزمايش هاي مختلف معمول در کنترل کيفيت بتن قرار گرفت که از آن جمله سنجش مقاومت فشاري و مقاومت کششي بتن است. نتايج تحقيقات نشان داد رنگدانه ها مقاومت فشاري و کششي اکثر نمونه ها را تقويت کرده است. آزمايش معمول ديگر در ارتباط با بتن دوام ۷روزه و ۲۸روزه است. به اين معني که بعد از ۷روز و سپس ۲۸روز از ساخت بتن ، مقاومت سازه سنجيده مي شود. در اين آزمايش ها نيز بتنهاي رنگي کيفيت قابل قبولي داشتند نتايج اين تحقيق در يک کنفرانس بين المللي نيز ارائه شده است. رنگدانه هاي مورد استفاده در ساخت اين بتن کاملا ابتکاري است و در ايران بتن رنگي با اين روش براي اولين بار ساخته شده است و در کشورهاي ديگر سابقه نداشته است
بتن رنگی
بتن يکي از کاربردي ترين مواد سراميکي بوده و بيش ار هفتاد درصد ساخت و ساز مصالح ساختماني به وسيله آن صورت مي گيرد .در اين تحقيق اثر رنگدانه سراميکي بر روي استحکام فشاري و قدرت رنگي بتن مورد بررسي قرار گرفت .
نتايج نشان داد که رنگدانه سراميکي استحکام بتن را در برخي موارد کاهش داده و بعضا” افزايش نيز مي دهد که اين اثر در مورد رنگدانه سبز،نمودبيشتري داشت . نتايج نشان داد که هرقدر رنگدانه ريزتر بوده قدرت رنگي و استحکام بتن افزايش بيشتري نشان مي دهد که به منظور تحليل بهتر نتايج از سطح مقطع نمونه ها توسط ميکروسکوپ الکتروني عکس گرفته شده و ساختار مورد بررسي قرار گرفت .
همچنين پودر شيشه در نسبتهاي مختلف ودانه بندي مختلف جايگزين سيمان شده و به بتن اضافه گرديد .ذرات شيشه در سنين پايين استحکام بتن راکاهش ولي در سنين بالا افزايش نشان داد . ذرات شيشه به دليل افزايش تعداد پيوندها و همچنين افزايش تعداد نقاط جوانه زني استحکام بتن را افزايش مي يابد . طبق نتايج بدست آمده هرچقدر ذرات شيشه ريزتر باشد بتن استحکام بيشتري از خودنشان مي دهد . همچنين اثر دما و ميکروسيليس بر روي استحکام فشاري نيز مورد بررسي قرار گرفت و نتايج بدست آمده مورد بررسي قرار گرفت .
