بتن رنگی چیست؟ کاربرد، انواع و روش ساخت آن

مقدمه ای بر بتن رنگی:

مدت هاست که انسان ها از بتن برای بهتر کردن زندگی خود و در صنعت ساختمان استفاده کرده است ولی کمتر به دید یک معماری مدرن برای زیباسازی و نما بکار برده شده است. بتن رنگی می تواند گزینه ای برای استفاده از بتن بجای سنگ های قیمتی و متریال های گران بها در نما و ظاهر ساختمان ها باشد. می خواهیم به مزایا، معایب، نحوه تولید، مصارف و کاربرد آن بپردازیم.

بتن رنگی (COLOURED CONCRETE) جایگزین دائمی و مقرون به صرفه ای برای پوشش های سطح تزئینی فراهم می کند و باعث ایجاد رنگ و بافت در طیف وسیعی از سازه ها می شود – از مسیرهای پیاده روی ، کفپوش ها و نماها گرفته تا پارک های اسکیت و مراکز خرید.

می توان گفت که بتن رنگی نیز یک نوع بتنی است که بری تهیه آن از رنگ دانه های طبیعی موجود در طبیعت که دارای پایداری در رنگ هستند و همچنین مقاوم در محیط های قلیایی می باشند. برای ارزیابی ماندگاری رنگ، در بتن های رنگی دو آزمایش مهم به نام های بوشنر و بونجن انجام شد که در آن ماندگاری این رنگ ها تا 25 سال تخمین زده شده است. این آزمایش و آزمایشاتی از این قبیل باعث اطمینان تولید کنندگان این نوع بتن ها شده است.

در چند سال گذشته، بتن به طور فزاینده ای برای انواع کف ها انتخاب شده است. محدوده بتن رنگی می تواند یک بعد کاملا جدید به پروژه شما اضافه کند. بتن رنگی می تواند در هر کجا که بتن معمولی مشخص شده باشد مورد استفاده قرار گیرد و می تواند متناسب با رنگ منطقه اطراف باشد یا به پروژه شما کمک کند تا از سایر پروژه ها برجسته شود.

کاربردهای پیشنهادی:

  • طراحی معماری – ایجاد ویژگی های مرتبط با محیط اطراف
  • ساختمانهای عمومی – به عنوان مثال موزه ها، نمایشگاه ها، مدارس، فرودگاه ها و غیره
  • مسیرهای پیاده روی و مسیرهای دوچرخه سواری – رنگهای روشن تر برای عابران پیاده و دوچرخه سواران
  • تراموا – تفاوت بین جاده و تراموا
  • پارکینگ – محل های مشخص پارکینگ
  • اوقات فراغت – استفاده در پارک های اسکیت و مراکز ورزشی
  • خطوط ساحلی – مناطق ساحلی و پیاده روی
  • کفپوش صنعتی – مرزبندی برای کار ایمن تر
  • خانگی – برای راهرو ها ، پاسیوها و استفاده های خانگی

فواید:

  • انعطاف پذیری طراحی پیشرفته – تکنیک ها و جلوه های تزئینی و بافتی
  • سازگاری رنگ – امکان استفاده از چند رنگ در یک سازه
  • مقاومت در برابر محو شدن – در برابر آفتاب و هوا
  • با دوام – ماندگاری طولانی با کمی یا بدون تعمیر و نگهداری
  • طیف گسترده ای از رنگ های موجود – محدوده استاندارد گسترده با گزینه های سفارشی موجود SRI (شاخص بازتابش خورشیدی)
  • کاهش تولید گازهایی مانند کربن دی اکسید
  • در دسترس بودن – عرضه در سراسر کشور

استانداردهای ساخت بتن رنگی:

در خصوص مواد رنگی که در بتن های مورد استفاده قرار می گیرد استاندارد ها ASTM و ACI جز معروف ترین آنها هستند که در اینجا به چند مورد اشاره می کنیم:

  • ASTM C 976 : استاندارد بتن های رنگ آمیزی شده
  • ASTM E 308 : استاندارد بتن های رنگی با سیستم CIE
  • ACI 301 : مواد خاص برای ساختارهای بتنی در ساختمان ها
  • ACI 303 : مواد خاص در بتن ریزی بتن های معماری

فرآیند تولید بتن رنگی:

این نوع بتن ها براساس فرآیند تولید به دو دسته بتن های رنگ آمیزی شده و بتن با سنگدانه رنگی طبیعی تقسیم می شود.

 

بتن های رنگ آمیزی شده:

یک روش برای تهیه بتن رنگ دار این است که همانند گچ به روی سطح آن رنگ آمیزی انجام شود که البته این روش مورد تائید مهندسین نمی باشد زیرا این نوع رنگ دوام نخواهد داشت و از بین می رود و به همین دلیل استفاده کنندگان از این روش راضی نمی باشند و در صورت استفاده از این روش باید عملیات رنگ آمیزی به صورت دوره ای تکرار شود. این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد و برای هر نوبت رنگ آمیزی نیاز به تجهیزات و نیروی کار انسانی خواهد بود که این خود عاملی دیگر برای عدم توصیه این روش می باشد.

 

بتن های رنگی:

روش دوم و مقرون به صرفه این است که رنگ جزئی از بتن باشد که این خود به دو روش تقسیم می شود. یک، استفاده از رنگ دانه ها و دو، استفاده از سیمان های رنگی برای ساخت بتن می باشد.

 

بتن رنگی با اضافه کردن مواد افزودنی رنگی:

افزودنی های رنگی یا همان رنگدانه ها ذرات ریزی در حدود 1/0 قطر دانه سیمان می باشند که درصورت رعایت اختلاط درست بتن می تواند به بتن رنگی یکنواخت بدهد و تمام حجم بتن را رنگی کند. این رنگدانه های از دوام خوبی برخوردار هستند. جنس این رنگ دانه ها از مواد معدنی اکسیدی و یا مواد طبیعی زنگ زده است. اقتصادی بودن و مقاومت این نوع بتن ها در برابر شرایط آب و هوایی از ویژگی های ممتاز این محصول بشمار می آید. برای مصرف این افزودنی ها در سیمان استادارد ASTM C 976 توصیه می کند که به ازای هر 50 کیلوگرم سیمان، یک کیلوگرم رنگ دانه باید به آن اضافه شود.

با توجه به اینکه بیشتر افزودنی های رنگی مانند اکسید آهن، تیتانیوم و کروم ساختار اکسیدی دارند، ماندگاری و دوام آنها نیز خوب است. که برای درک بهتر این موضوع می توان به نقاشی های غار نشینان اشاره کرد که دلیل آن استفاده از از اکسید آهن و کربن در نقاشی ها بوده است.

با توجه با آزمایشات کورز و جونگ  مشخص شد که استفاده بیش از اندازه از مواد افزودنی رنگی می تواند تاثیر منفی بر روی کیفیت بتن داشته باشد. آنها با انجام آزمایشاتی ثابت کردند که استفاده بیش از اندازه از مواد رنگی باعث کاهش مقاومت و تاثیر بدی بر روی رنگ بتن نیز خواهد داشت. در برخی منابع نیز اشاره شده است که مقدار مواد افزودنی رنگی می تواند تا 10% وزن مخلوط بتن باشد.

 

 انواع رنگ دانه:

در تولید بتن رنگی باید دقت داشت که بتن به صورت یکنواخت رنگی شود. از این رو دو نوع رنگدانه مورد استفاده قرار می گیرند.

  • رنگ دانه های طبیعی ساخته شده از مواد معدنی مانند آهن و کروم و منگنز و ..
  • رنگ دانه های مصنوعی که معمولا جز محصولات فرعی صنایع پتروشیمی می باشند.

 

مایع رنگی بریکفرم:

بریکفرم ماده ای تشکیل یافته از اکسید آهن می باشد که برای تولید بتن های رنگی در کارگاه های ساختمانی به بتن اضافه می شود. از ویژگی این مایع می توان به عدم جذب گرد و خاک و دوام رنگ آن اشاره کرد. از معایب آن نیز می توان به شرایط سخت و نگهداری آن اشاره کرد. باید توجه داشت که این مایع در شرایط انجماد نگهداری نشود زیرا یخ زدگی موجب جدا شدن مواد رنگی محلول و از بین رفتن آن می شود. نکته دیگر اینکه قبل از استفاده از مایع بریکفرم باید به خوبی آن را تکان داد تا محلول یکنواخت و قابل استفاده گردد.

سیمان رنگی

سیمان رنگی:

سیمان رنگی یکی از محصولاتی است که توانسته توجه بسیاری تولید کنندگان را به خود جلب کند. یکی از نمونه های آن تولید بتن خاکستری توسط سیمان پرتلند می باشد. در ادامه به کاربرد برخی مواد معدنی در تولید سیمان رنگی اشاره شده است.

  • اکسید کروم برای تهیه سیمان سبز
  • کربن برای تهیه سیمان سیاه رنگ
  • کبالت برای تهیه سیمان آبی
  • اکسید آهن برای تهیه سیمان به رنگ قرمز، زرد، سیاه و قهوه ای
  • دی اکسید تیتانیوم برای تهیه سیمان با رنگ سایه روشن

در بین مواد معدنی اکسید آه معروف ترین آن هاست که از لحاظ شیمیایی دوام خوبی دارد و باعث ایجاد رنگ های زیبا بر روی سطح کار می شود. باید توجه داشت که افزودن مواد معدنی فوق به سیمان پرتلند نمی تواند رنگ بتن را از خاکستری تغییر دهد و چندان کاربردی نخواهد داشت، مگر اینکه آهن را از مواد تشکیل دهنده سیمان پرتلند کنار بگذاریم که در این صورت سیمان سفید خواهیم داشت. افزودن مواد معدنی فوق به سیمان سفید می تواند رنگ بتن را تغییر دهد و به رنگ دلخواه تبدیل نماید.

برای پخش کامل و یکنواخت مواد رنگی داخل بتن می توان از سکو میکرودنز، پورمل و میکروسیلیس استفاده کرد. این مواد می توانند به عنوان مکمل به بتن اضافه شوند.

 

استفاده از شیشه های زائد در تولید سیمان های رنگی:

برای تولید این نوع سیمان از شیشه های زائد استفاده می شود. گفته شده که استفاده از شیشه های رنگی می تواند سالنه 7/1 ترلیون BTU انرژی ذخیره کند و همچنین به مقدار زیادی باعث کاهش استفاده از بتن و به دنبال آن کاهش کربن دی اکسید گردد.

شرکت VCAS توانسته با استفاده از این روش پوزلان سفیدی با نامه تجاری پوزلان سفید VCAS تولید کند که در سراسر دنیا از آن به عنوان ماده جدید مهندسی پسند نام برده می شود. در ترکیب این ماده مقادیر زیادی آلومینیوم، اکسید سیلیکات و کلسیم وجود دارد. واکنش این ماده با هیدروکسید کلسیم در طول هیدراسیون منجر به تولید ماده C-A-S-H و  C-S-H می شود که باعث پرشدن حفره های بتن و ایجاد سطحی صاف تر در زیر قالب می شود.

ساختار بی شکل این ماده، فلزات قیر قلیایی موجود در ساختار ماده و ترکیب با نسبت های مناسب آلومینیوم اکسید، سیلیکون دی اکسید و کلسیم اکسید موجب گردیده تا استفاده از این ماده در تولید بتن رنگی مخصوصا بتن سفید افزایش یابد.

استفاده از ضایعات شیشه ای و عدم وجود آهن و منگنز در ساختار پوزلان سفید VCAS باعث شده تا این محصول مورد توجه همگان قرار گیرد. همچنین در مناطق خشک به دلیل کمبود منابع آب، استفاده از این محصول با استقبال چشمگیری روبرو شده است.

 

شوره بتن:

شوره یا همان سفیدک یکی از مشکلاتی است که معمولا در کار با بتن و بویژه بتن رنگی بر روی سطوح بتنی ظاهر می شود. زمانیکه نمک ها نتوانند به وسیله آب موجود در بتن به خوبی حل شوند، این پودر تهنشین شده سفید (شوره) بر روی سطح بتن نمایان خواهد شد. شوره توسط منافذ موئین موجود در بتن توسط رطوبت به سطح بتن راه پیدا می کند و بعد از خشک شدن رطوبت به رنگ سفید بر روی سطح بتن باقی می ماند. اگر بتن ریزی در ماه های گرم سال انجام شود، شروع شوره زدن بر روی سطح بتن تا زمان اولین بارندگی به طول می انجامد. برای حل این مشکل راه و روش مشخصی و جود ندارد ولی ترکیبات بتن باید به شکلی باشد که از نفوذ رطوبت به داخل بتن جلوگیری شود. استفاده از لاک ها برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل بتن، استفاده از متاکائولین و دیگر موادی که موجب جلوگیری از نفوذ رطوبت و بارندگی به داخل بتن می شود، می تواند تاثیر مثبتی داشته باشد. استفاده از لاک ها باعث پر رنگتر دیده شدن سطح بتن می شود و استفاده از آن باید بعد از 28 روز از گیرش بتن باشد. در صورت شوره زدن سطح در مدت زمان مذکور می توان با استفاده از پاک کننده های غیر اسیدی و سمباده خشک آنها را برطرف کرد و از شکل گیری کربنات کلسیم ممانعت بعمل آید.

 

نقش دار کردن بتن:

این مورد یک مورد تزئینی بحساب می آید. یک شرکت فرانسوی به نام Pieri توانست با چاپ پرده ای و حکاکی عکس بر روی بتن نهایی با استفاده از سیستمی به نام SeriLith نگاه معماران را به خود جلب کند که در آن عکس یا طرح مورد نظر با استفاده از کندگیر کننده بر روی صفحه ای از جنس پلی استیرن به صورت یک لایه از نقاط ریز چاپ می شود و بعد ورق عکاسی حساس روبه بالا بر روی قالب قرار می گیرد و بتن ریزی بر روی آن انجام می گیرد. بعد دو روز قالب را برداشته و آن را می شویند. که با استفاده درست از ماسه های رنگی و سنگدانه ها می توان یک طرح را به خوبی بر روی سطح ایجاد کرد. از این تکنیک در طراحی اشکالی از جانوران بر روی دیوار های مترو استکهلم، کتابخانه یک مدرسه فنی در آلمان و جاهای دیگر استفاده شده است. این روش فقط برای طراحی دیوار های خارجی و یا داخلی ساختمان ها نمی باشد و از آن می توان برای طرحدار کردن کف و سقف ساختمان ها نیز بهره گرفت.

بتن رنگی نقش دار
ارسال نظر