همه مهندسان در ساخت انواع مختلف سازه‌ها نیاز به مصالحی باکیفیت و استاندارد دارند تا مقاومت موردنیاز سازه را در برابر عوامل محیطی و شیمیایی تأمین کنند. پیشرفت علم و تکنولوژی باعث شده است تا مصالح ساختمانی امروزی از قابلیت‌های ویژه‌ای برخوردار باشند و در برابر انواع آسیب‌های طبیعی و غیرطبیعی مقاوم شوند. برخی از سازه‌ها در مکان‌های صنعتی و یا مراکزی که ممکن است تحت حملات تروریستی قرار گیرند، نیاز به مقاومت در برابر انفجار را دارند که برای این منظور از بتن هوشمند ضد انفجار استفاده می‌شود. در این مقاله با تیم ماشین سازی کلار همراه باشید تا شما را با ویژگی‌های بتن ضد انفجار آشنا کنیم.

بتن هوشمند چیست؟

بتن‌های هوشمند به‌گونه‌ای ساخته می‌شوند که نسبت به بتن‌های معمولی، مقاومت بسیار زیادی دارند. اگر درباره ساختار بتن معمولی اطلاعاتی ندارید مقاله بتن چیست در همین مجله را مطالعه کنید. دلیل اصلی نام‌گذاری این بتن‌ها، عملکرد هوشمند آن‌ها مانند ترمیم شوندگی خود‌به‌خود (شبیه به بتن خود ترمیم شونده)، سنجش خود‌به‌خودی و یا خود گرمایشی است.

در ساخت بتن‌های هوشمند از ذرات سیلیس و الیاف پلیمری استفاده می‌شود. وجود سیلیس و الیاف پلیمری در ساختار بتن، باعث شکل‌پذیری و خود ترمیمی آن می‌شود و همچنین مقاومت‌های سایشی، خمشی و کششی بتن را زیاد می‌کند. واکنش بین ذرات نانو سیلیس و سیمان باعث به وجود آمدن سیمانی با ساختار متراکم می‌شود که دیگر ترک‌های ریز ندارد.

همچنین این نانو ذرات به خود ترمیمی بتنی که دچار ترک‌های ریز شده است، کمک می‌کنند تا دوباره مقاومت از دست رفته خود را به دست آورد؛ بنابراین ساختار و عملکرد بتن هوشمند باعث افزایش مقاومت و عمر سازه‌ها، به‌خصوص سازه‌هایی که بیشتر در معرض آسیب قرار می‌گیرند، می‌شود.

آشنایی با بتن هوشمند ضد انفجار

برخی از سازه‌ها به دلیل شرایطی که در آن قرار دارند باید در برابر انفجارها مقاوم باشند؛ به‌طوری‌که به زیرساخت‌ها، وسایل و به خصوص افراد داخل ساختمان آسیبی وارد نشود. به همین منظور در ساخت آن‌ها به سراغ بتن ضد انفجار می‌روند. عملکرد هوشمند بتن‌های ضد انفجار باعث می‌شود تا خود بر روی سلامت سازه نظارت داشته باشند و امنیت و ماندگاری آن را در سطح بالایی نگه دارند.

در ساختار بتن هوشمند ضد انفجار از ترکیب چند ماده افزودنی به پایه سیمانی استفاده می‌شود که در نتیجه ما شاهد افزایش مقاومت آن در برابر ضربه‌های شدید خواهیم بود. زمانی که این نوع بتن در برابر ضربه‌ای قرار می‌گیرد، دچار یک واکنش دینامیکی می‌شود و با توجه به اینکه مقاومت کششی آن سه برابر مقاومت فشاری است به خوبی ضربه را دفع می‌کند و مانع از آسیب دیدن زیرساخت بنا و سایر قسمت‌های آن می‌شود. به طور کلی بتن ضد انفجار در برابر بمب‌های آتش‌زا واکنشی بسیار عالی دارد و خرابی‌ها و صدمات ناشی از آن را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

بتن هوشمند ضد انفجار چگونه ساخته می‌شود؟

ساخت بتن ضد انفجار همانند بتن‌ معمولی است و تنها تفاوت آن‌ها در مواد تشکیل‌دهنده بتن‌ها است. مهم‌ترین موادی که در ساخت بتن هوشمند ضد انفجار استفاده می‌شوند شامل موارد زیر هستند:

• آب
• سیمان
• سنگ‌دانه‌های ریز و درشت
• نانولوله‌های کربنی

برای ساخت این نوع بتن، ابتدا لازم است که سنگ‌دانه‌های ریز و درشت و سیمان را با هم ترکیب کرد. سپس با توجه به نسبت سیمان ریخته شده و نحوه دانه‌بندی سنگ‌دانه‌ها، آب را اضافه می‌کنند. در مرحله بعدی نانولوله‌های کربنی را که باعث مقاومت ویژه این نوع بتن می‌شود، اضافه می‌کنند. نحوه اضافه کردن نانو مواد به مخلوط بسیار اهمیت دارد و باید با دقت کامل و به‌طور یکنواخت در مواد بتنی قرار گیرند.

مزایای استفاده از بتن هوشمند ضد انفجار

• بتن ضد انفجار به‌گونه‌ای ساخته می‌شود که هم از مقاومت دینامیکی و هم مکانیکی برخوردار باشد، به عبارتی این نوع بتن‌ها قابلیتی چند‌منظوره دارند.
• افزایش ماندگاری و عمر ساختمان بعد از گذشت زمانی طولانی را به دنبال دارند.
• در صورت بروز خطر، به زیرساخت‌ها و اموال داخل ساختمان، خسارت کم‌تری وارد می‌شود.
• مهم‌ترین مزیت سازه‌های ساخته شده با بتن ضد انفجار، حفظ جان افراد داخل ساختمان در برابر بروز یک حادثه است.

آیا بتن‌های هوشمند ضد انفجار معایبی دارند؟

مقاومت بالای بتن هوشمند ضد انفجار باعث می‌شود تا از آن در ساخت پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها، ساختمان‌های نظامی، انبارهای شیمیایی و صنعتی و مکان‌های سوخت‌گیری استفاده ‌شود. کاملاً درست است که این نوع بتن‌ها نسبت به بتن‌های معمولی از مزایای زیادی برخوردار هستند، اما باید گفت که معایبی هم دارند. یکی از اصلی‌ترین عیب‌های بتن‌های هوشمند، گران بودن آن‌ها به خاطر ساختاری است که دارند. به همین خاطر گاهی ساخت سازه‌های ضد انفجار با محدودیت بودجه روبه‌رو می‌شوند. از طرف دیگر، در سازه‌های با بتن هوشمند دیگر جایی برای خلق زیبایی و ایجاد تنوع در معماری وجود ندارد.

سخن آخر

ساخت برخی از سازه‌ها به خاطر شرایط صنعتی و یا نظامی که دارند باید با استفاده از بتن‌های هوشمند ضد انفجار انجام شود، زیرا این بتن‌ها به‌گونه‌ای ساخته می‌شوند که در صورت بروز حادثه و یا حملات تروریستی به زیرساخت‌ها، وسایل و از همه مهم‌تر افراد داخل ساختمان خسارتی وارد نشود. تفاوت بتن‌های هوشمند با بتن‌های معمولی در موادی است که به ساختار آن‌ها اضافه می‌شود تا بیشترین مقاومت را در برابر تنش‌ها داشته باشند.

ما در این مقاله سعی کردیم تا با زبانی ساده شما را با بتن هوشمند ضد انفجار، کاربرد، مزایا و معایب آن آشنا کنیم. توجه کنید که این بتن‌ها تنها مصالح موجود برای مقاوم سازی ساختمان در برابر انفجار و حریق ناشی از آن نیستند؛ شما می‌توانید با به کار گیری مواد فایرپروف نیز مقاومت سازه را در برابر انواع آسیب‌ها به میزان قابل توجهی افزایش دهید.