ریزساختار بتن

• بتن، ساختاري غيرهمگن و پيچيده دارد، لذا بسيار مشكل است كه الگوهاي ساختاري مشخصي را براي بتن درنظر گرفته و باتوجه به آن بتوان رفتار مصالح را پيش بيني كرد. • بتن شامل دو فاز سنگدانه هاي پخش شده در خمير سيمان مي باشد. • از بررسي ریزساختار مشخص مي گردد كه دو فاز سنگدانه و خمير نه خودشان همگن مي باشند و نه به صورت همگن نيز پخش شده اند. 

• مي توان براي مدل كردن رفتار مصالح از ناهمگن بودن بخش جامد و حفرات در داخل خمير صرف نظر نمود. • چنين فرضي درخصوص خمير سخت شده در بتن صادق نيست، و با وجود سنگدانه در بتن، ساختار خمير سخت شده مجاور سنگدانه هاي درشت معموالً بسيار متفاوت از ساختار خمير به تنهایي و یا در مالت خواهد بود. • درحقيقت بسياري از رفتارهاي بتن تحت تنش، با درنظر گرفتن فاز سومي كه همان فصل مشترك دانه ها و خمير است مشخص مي گردد.

ناحيه انتقال 

• ناحيه نشان دهندة ناحيه فصل مشترك سنگدانه هاي درشت و خمير سخت شده است. • این فاز به صورت یك پوسته نازك با ضخامت حدود 10 تا 50 ميكرون به دور دانه هاي درشت قرار گرفته و عموماً ضعيف تر از دو بخش دیگر بتن بوده و درنتيجه تأثير بيشتر و مهم تري بر روي خواص مكانيكي بتن با وجود اندازه اش خواهد داشت. • توجه شود كه خمير سخت شده و ناحيه انتقال با گذشت زمان و تغييرات رطوبت و دماي محيط تغيير مي كنند.

• ابتدا پس از تراكم بتن تازه، الیه نازكي از آب اطراف سنگدانه هاي درشت تشكيل مي شود كه به علت باال بودن نسبت آب به سيمان در مجاورت سنگدانه هاي درشت در مقایسه با سایر قسمت هاي خمير باشد. • سپس در قسمت توده اي خمير، یون هاي كلسيم، هيدروكسيل و آلومينات كه از حل سولفات كلسيم و آلومينات به دست آمده اند، با یكدیگر تركيب شده تا توليد اترینگایت و هيدروكسيد كلسيم بنمایند.

• به علت زیاد بودن نسبت آب به سيمان در مجاورت سنگدانه هاي درشت این بلورها در این محل اغلب شامل بلورهاي درشت بوده و لذا ساختاري متلخلخل تر از بلورهاي بخش خميري سيمان یا مالت دارند.

• هيدروكسيد كلسيم صفحه اي شكل، به صورت بلورهایي در جهتي تقریباً عمود بر سطح سنگدانه در این ناحيه قرار مي گيرد. • باالخره با پيشرفت هيدراتاسيون، H-S-C كمتر بلورین، و نسل دومي از بلورهاي كوچك اترینگایت و هيدروكسيد كلسيم شروع به پر نمودن فضاي موجود بين شبكه ایجاد شده توسط بلورهاي بزرگ اترینگایت و هيدروكسيد كلسيم مي كنند. • این امر به متراكم شدن و مقاومت ناحيه انتقال كمك مي نماید. 

• حتي در بتن با نسبت كم آب به سيمان، در اوایل هيدراتاسيون و سنين كم، حجم و اندازه فضاهاي خالي در ناحيه انتقال بزرگ تر از مواد مشابه در مالت است  مقاومت پایين تر • عالوه بر وجود فضاهاي مویينه بزرگ و بلورهاي هيدروكسيد كلسيم جهت دار در ناحية انتقال، عامل اصلي مقاومت كم این ناحيه، همانا وجود ترك هاي ریز است.

• ميزان ترك هاي ریز، به عواملي چون اندازه و دانه بندي سنگدانه ها، مقدار سيمان، نسبت آب به سيمان، درجه تراكم بتن تازه، شرایط عمل آوري، رطوبت نسبي محيط و تاریخچه حرارتي بتن، بستگي دارد.

• ناحيه انتقال كه درحقيقت ضعيف ترین حلقه در زنجيره بتن است، عامل محدود كننده مقاومت بتن مي باشد. • براي گسترش ترك هاي موجود در ناحيه انتقال، مقدار انرژي زیادي مورد نياز نيست و حتي در 40 تا 70 درصد مقاومت نهایي این كار عملي است • لذا براثر وجود ناحية انتقال، بتن تحت تنشي شكسته مي شود كه به مراتب كمتر از مقاومت هریك از دو جزء تشكيل دهندة آن است. 

ناحيه انتقال • وجود ترك هاي ریز در ناحيه انتقال در فصل مشترك مالت و دانه هاي درشت، دليل اوليه نفوذپذیرتر بودن بتن از مالت یا خمير نظير است. • هرچه سنگدانه بزرگ تر باشد و نسبت آب به سيمان موضعي در ناحيه انتقال بيشتر باشد، بتن ضعيف تر و نفوذپذیرتر خواهد بود • در حالت كلي، مقاومت و نفوذپذیري ناحيه انتقال تاثير عمده اي بر روي مقاومت و دوام بتن دارد.

در روزهای آتی اطلاعات بیشتری در مورد بتن دراختیار گذاشته میشود.