سیمان و بتن
کنارِ یک ساختمانِ نیمه‌کاره بایستید. کامیونی با یک دیگِ بزرگِ چرخان می‌رسد و از لوله‌اش گِلی خاکستری بیرون می‌ریزد. چند روز بعد، همان گِل به ستونی سخت مثلِ سنگ تبدیل شده است. این گِل چیست و چرا سفت می‌شود؟
سیمان از کجا می‌آید؟
ماده‌ی اصلیِ آن گِل سیمان است. برای ساختنِ سیمان، سنگِ آهک و خاکِ رس را آسیاب می‌کنند و با هم در کوره‌ای چرخان و بسیار داغ می‌پزند. حاصل، تکه‌هایی سخت است که دوباره آن را پودر می‌کنند و کمی سنگِ گچ به آن می‌افزایند. این پودرِ خاکستری همان سیمانی است که در کیسه‌ها می‌فروشند.
سیمان را از سنگ‌ها می‌سازیم، اما ویژگی‌های تازه‌ای دارد. وقتی با آب مخلوط شود، با آب واکنش می‌دهد. بلورهای ریزی ساخته می‌شوند که در هم گیر می‌کنند و مخلوط کم‌کم سخت می‌شود. این سخت شدن خشک شدنِ ساده نیست؛ یک تغییرِ شیمیایی است، و حتی زیرِ آب هم انجام می‌شود.
بتن: سنگی که می‌شود ریخت
اگر سیمان را با ماسه، شن و آب مخلوط کنیم، بتن به دست می‌آید. سیمان مثلِ چسبی است که دانه‌های ماسه و شن را به هم می‌چسباند. بتنِ تازه را می‌توان در هر قالبی ریخت؛ ستون، سقف، پل یا سد. پس از سفت شدن، مثلِ سنگ محکم می‌شود.
بتن در برابرِ فشار بسیار مقاوم است، اما اگر آن را بکشند یا خم کنند، زود ترک می‌خورد. برای همین در ساختمان‌ها، میله‌های فولادی را در قالب می‌گذارند و بتن را رویشان می‌ریزند. به این بتنِ مسلح می‌گویند: بتن فشار را تحمل می‌کند و فولاد کشش را.
ساختنِ سیمان انرژیِ زیادی می‌خواهد و در کوره‌اش کربن‌دی‌اکسیدِ فراوانی تولید می‌شود. برای همین مهندس‌ها دنبالِ راه‌هایی‌اند که بتنِ کمتری مصرف شود یا بتنِ کهنه دوباره به کار برود.
در خانه امتحان کنید
- در مسیرِ خانه تا مدرسه، به ساختمان‌ها، جدول‌های کنارِ خیابان و پل‌ها نگاه کنید.
- فهرستی بنویسید از چیزهایی که فکر می‌کنید از بتن ساخته شده‌اند.
- اگر جایی بتنِ شکسته‌ای دیدید، از دور نگاه کنید: دانه‌های شن و شاید میله‌ی فولادی را در آن می‌بینید؟
هشدار
به سیمانِ خشک یا بتنِ تازه دست نزنید. سیمان پوست را می‌سوزاند و گردش برای چشم و ریه خطرناک است.
واژه‌های این درس
- سیمان - پودری که از پختنِ سنگِ آهک و خاکِ رس ساخته می‌شود و با آب سخت می‌شود.
- بتن - مخلوطِ سیمان، ماسه، شن و آب که پس از سفت شدن مثلِ سنگ محکم است.
- بتنِ مسلح - بتنی که میله‌های فولادی در دلِ آن است.
ایده‌ی اصلی
سیمان از پختنِ سنگِ آهک و خاکِ رس ساخته می‌شود و با آب واکنش می‌دهد و سخت می‌شود. بتن، یعنی سیمان با ماسه و شن و آب، در هر قالبی ریخته می‌شود و با میله‌های فولادی در برابرِ کشش هم مقاوم می‌شود.