آشنایی با انواع بتن های سبک به منظور مقاوم سازی و استانداردهای ملی مرتبط با آنها

بتن سبک کف دار یا بتن سبک فومی به نام دیگر بتن سلولی، یکی از انواع بتن سبک می باشد که بیش از 20 درصد آنرا هوا تشکیل داده است. این امر با استفاده از ترکیب ماده کف از پیش شکل یافته و مخلوط پایه سیمانی ایجاد می شود.

بتن کف دار در سال 1923 م . برای اولین بار معرفی شده است. اما فقدان مواد و تجهیزات پیشرفته کاربرد آنرا به پروژه های کوچک محدود کرد. در 20 سال گذشته توسعه منابع مورد نیاز، شامل پیشرفتهای مهم در تولید تجهیزات و ماده کف زا با کیفیت ، تولید و بتن ریزی این نوع بتن را در مقیاسهای بزرگ ممکن ساخته است. درنتیجه توسعه محدوده کاربردهای آن در صنعت ساخت و ساز را موجب شده است. در 15 سال گذشته استفاده از بتن های کف دار با سرعت زیادی نست به دیگر بتنهای خاص رشد یافته است بازار مصرف فعلی این محصول در انگلستان نزدیک به یک میلیون متر مکعب در سال می باشد. در حال حاضر بتن کف دار در سراسر دنیا بطور وسیعی در کاربردهای غیرسازه ای یا نیمه سازه ای مورد استفاده دارد. این موارد شامل پرکردن فضاهای خالی حجیم (مخصوصا وقتی دسترسی مشکل باشد مانند بتن لوله های فاضلاب، چاهها، سردابها، زیرزمینها، معادن، حوضهای ذخیره، تونلها و متروهای که بی مصرف هستند) تثبیت معابر تاسیسات، عایق صوتی و حرارتی تدارکات محافظت در برابر آتش یا پایداری خاک یا دیگر المانهای پیش ساخته و دیوارهای تزریق تونل. مهمترین امتیازات بتن کفدار جریان یافتن ، خود تراکم و خود تراز بودن ، سبک وزن بودن و تغییرات ابعادی کم می باشد. بعلاوه این ماده از خواصی نظیر مقاومت کم کنترل شده خواص عایق حرارتی عالی، ظرفیت باربری خوب، برداشته شدن آسان برخوردار می باشد. کف که به ماده پایه (مخلوط سیمان، آب، ماسه) اضافه می گردد باید توانایی پایدار ماندن و از بین نرفتن هنگام پمپ شدن، بتن ریزی و عمل آوری را داشته باشد. این فاکتور مخصوصا وقتی کف بخش غالب بتن می‌شود (مثلا مقدار کف بیش از 50%) مهم می شود. در این در صد هوا چگالی حدودا 1100kg/m3 می‌شود و در چگالیهای کمتر، بتن باید با مراقبت تولید و استفاده گردد .

ساختمان به طور مستقیم (به لحاظ سبکی ویژه این نوع بتن) و صرفه جویی در مصرف انرژی بطور غیر مستقیم(به لحاظ عایق بودن این نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتیجه کاهش میزان مواد سوختی)، از لحاظ اقتصادی گام‌های بلند و مهم امروزه مهندسین و معماران سازنده ساختمان در دنیا با استفاده از بتن سبک در قسمت‌های مختلف بنا با سبک کردن وزنی برداشته‌اند.

مزایا و معایب بتن های سبک دریک نگاه

مزایا

1- ساخت سریع ترو نسبتاً ساده تر

2- حمل و انتقال ارزان تر به دلیل نیاز به انرژی کمتر

3- کاهش بار مرده و به سبب آن کاستن ابعاد و وزن سازه

4- قابلیت برشکاری و نیز شکل پذیری بهتر

معایب

1- طرح اختلاط سخت و حساس تر به نسبت های اختلاط خصوصاً میزان آب

2- پمپ کردن و انتقال دادن سخت تر با احتمال جداشدگی زیاد

3- نیازمند تجهیزات میکسر متفاوت و پیچیده تر نسبت به بتن های معمولی

بتن های سبک به چهار دسته تقسیم بندی می شوند:

1- بتن های سبکدانه

2- بتن های گازی یا هوادار

3- بتن های اسفنجی یا فوم بتن

4- بتن های فاقد ریزدانه

 

تقسیم بندی کاربردی بتن های سبک به دو دسته کلی انجام می گیرد:

الف – بتن های سبک سازه ای

ب – بتن های سبک غیر سازه ای

– بتن های سبک سازه ای معمولاً با دانستیته یا وزن مخصوص بالاتر از 1500 کیلوگرم در هر مترمکعب و مقاومت فشاری بالای 18 کیلو گرم در سانتیمتر مربع است.

– بتن های سبک غیر باربر نیز برحسب نوع محصول تولیدی دارای ویژگی ها و مشخصات فنی متفاوتی میباشند عمده کاربرد بتن های سبک غیر باربر در دیوارهای جداکننده و کف سازی می باشد.

بتن های سبکدانه

این دسته از بتن های سبک با استفاده از سبکدانه ها و با جایگزینی سنگدانه ها تولید میشوند، مقاومت این نوع از بتن های سبک از مابقی بتن های سبک دارای مقاومت بالاتری هستند و حتی بیشتر بتن های سبک سازه ای از نوع بتن های سبکدانه می باشند.

استانداردهای بتن سبکدانه

1- شماره استاندارد 8591: بتن سبک-تعیین مدول ارتجاعی استاتیکی فشاری بتن هوادار اتو کلاو شده و یا بتن سبکدانه با ساختار باز-روش آزمون.

2- شماره استاندارد 9680: بتن سبک-تعیین چگالی خشک-بتن سبک دانه با ساختار باز

3-  شماره استاندارد 7782: الح ساختمانی – بلوک های سیمانی سبک غیر باربر-ویژگیها

4- شماره استاندارد 9160: بتن سبک – قطعات پیش ساخته مسلح بتن هوادار اتو کلاو شده و یا بتن سبکدانه با ساختار باز تحت بار عرضی-روش آزمون

5-  شماره استاندارد 9161: بتن سبک-قطعات پیش ساخته مسلح بتن هوادار اتو کلاو شده و یا بتن سبکدانه با ساختار باز تحت بار طولی (قطعه قائم ساختمانی)-روش آزمون.

انواع سبکدانه مصرفی در این دسته از بتن های سبک به دو دسته تقسیم می شوند:

– سبکدانه های صنعتی

– سبکدانه های معدنی

بتن های گازی یا هوادار (Aerated Concrete)

این دسته از بتن های سبک با استفاده از گاز هیدروژن متصاعد شده از ترکیب پودر آلومینیوم و خمیر سیمان تولید می شود.

سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک AAC می‌باشد و از معادن داخل کشور تهیه می‌شود، آهک نیز بصورت فرآوری شده و پخته شده به داخل کارخانه حمل می‌گردد.

در خط تولید بتن سبک یا AAC سه سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از: سیلوی سیلیس، سیلوی آهک و سیلوی سیمان، که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می‌شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آن‌ها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می‌شوند.

در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب بصورت دوغاب یا گل درآورده می‌شود مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می‌شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد شماره (آسیاب مواد تر) و (مواد خشک) که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می‌شوند.

پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند بدقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می‌شوند. مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالب‌هایی که هر کدام تقریباً ۳ متر معکب گنجایش دارند ریخته می‌شوند.. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالب‌های مورد نظر در می‌آیند این زمان حدود ۳٫۵ ساعت به درازا می‌کشد. اینک زمان آن رسیده‌است تا قالب‌های تولیدی را به خط ریخته‌گری انتقال دهند؛ این قالب‌ها بوسیله شیفتر به خط ریخته‌گری کارخانه برده می‌شوند تا این مرحله از کار انجام شود.

قالب‌های تولیدی را بامازوت، اندود می‌کنند تا در مرحله ریخته‌گری چسبندگی ایجاد نشود. میزان حرارت موجود و آمادگی قالب‌ها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه‌گیری می‌شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود. بعلت تغییراتی که می‌تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش‌های شیمیایی روی آن‌ها انجام می‌شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالب‌ها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می‌گیرند. در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالب‌ها برداشته می‌شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالب‌ها نمایان گردد در این قسمت دیوارهای جانبی قالب‌ها جدا و از واگن‌ها جدا می‌شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می‌یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالب‌ها، ابتدا برش‌های عرضی به قالبها داده می‌شود و آنگاه با دستگاه‌های برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان کارخانه برش‌های طولی قالب‌ها انجام خواهد شد. اندازه برش‌های طولی و عرضی قالب‌ها بسته به تقاضای مصرف‌کنندگان و بازار مصرف آن دارد که قابل تنظیم و تغییر خواهد بود. پس از مرحله برش، قالب‌ها بر روی واگن‌های مخصوصی قرار می‌گیرند تا به بخش بلوکی که مرحله پخت قالب هاست انتقال یابد. قالب‌های محصول در مرحله پخت وارد اتو کلاوها می‌شوند و در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و با فشار ۱۲ اتمسفر پخته و عمل آوری می‌گردد. قالب‌ها در اتوکلاوها و پخت کامل به بخش بارانداز محصولات آماده تحویل انتقال می‌یابند تا به تدریج به بازار مصرف عرضه شود

دستورالعمل‌ها:

• بتن هوادار اتوکلاوشده (AAC) همگونی کامل با انواع ملات (ماسه، سیمان، گچ، خاک) را دارد.
• ملات مصرفی از آب کافی برخوردار باشد.
• پس از اجرای کامل دیوارها جهت اجرای صحیح گچ باید سطح دیوارها آب پاشی شود و فاصله بین مرطوب کردن دیوارها و انجام عملیات مورد نظر از یک ساعت تجاوز کند.
• به دلیل خواص مکانیکی و ترموفیزیکی متفاوت مصالح ساختمانی از بکار بردن هم‌زمان بلوک سیپورکس با سایر مصالح ساختمانی مانند آجر، بلوک سفالی، بلوک سیمانی در دیوارها خوداری شود.
• جهت برش قطعات می‌توان از وسایلی مانند تیشه و اره چوب بری، شیارزن استفاده نمود.
• بمنظور نصب وسایل بر روی دیوار (قاب عکس، تابلو) می‌توان از پیچ و رول پلاک استفاده نمود.
• بمنظور نصب تأسیسات مکانیکی و الکترونیکی به راحتی توسط یک دستگاه برش (فرز) می‌توان مسیر عبور را در داخل بلوکها تعبیه نمود.

مقاومت حرارتی عالی AAC نقشی بزرگ را برای حفاظت محیط توسط کاهش ظرفیت نیاز به هوای گرم یا خنک در ساختمانها برعهده دارد. به اضافه اینکه قابلیت استفاده راحت از این محصول، برش درست آنرا باعث می‌شود که این تولید ضایعات سخت در حین مصرف را به حداقل می‌رساند.

بر خلاف دیگر مواد ساختمانی AAC می‌تواند نیاز به استفاده از عوامل ایزولاسیون در ساختمان را که باعث افزایش تأثیر بر محیط و قیمت محصول می‌شود را منتفی نماید. شن کوارتز، آهک یا سیمان به مثابه عامل پیوند‌کننده، پودر آلومینیوم به نسبت ۵ درصد (با توجه به دانسیته از قبل طراحی شده) و آب زمانی که مخلوط شده و در قالبها ریخته می‌شوند باعث پیدایش واکنش‌های متعدد شیمیایی می‌شوند که وزن سبک و خواص حرارتی AAC را تأمین می‌کنند. پودر آلومینیوم با هیدروکسید کلسیم و آب وارد واکنش شده و هیدروژن تولید می‌کند. گاز هیدروژن مخلوط خام را تا دو برابر حجم فوم می‌نماید (توسط حبابهای گازی باقطر حدود یک‌هشتم اینچ) در پایان پروسس فرمینگ هیدروژن به اتمسفر گریخته و توسط هوا جایگزین می‌شود. زمانی که فومها از مواد جدا می‌شوند محصول جامد ولی هنوز نرم است که بشکل پنل و بلوک بریده شده و برای مدت ۱۲ساعت در اتاقک اتوکلاو قرار داده می‌شود.

در شرایط فشار بخار، پروسه سخت شدن تا زمانی که درجه حرارت به ۱۸۰°C و فشار به ۱۲ bar می‌رسد ادامه می‌یابد. دانه‌های کوارتز باهیدوکسید کلسیم واکنش داده و کلسیم سیلیکوهیدرات تولید می‌نماید که این عاملی است که مقاومت بالا و خواص مشهود AAC را بوجود می‌آورد.

کارکردن با بتن سبک بسیار آسان است مثلاً به راحتی می‌توان آنرا اره نموده یا میخ در آن کوبیده شود یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آن در آن بوجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می‌باشد. کارکردن با این نوع بتن‌های سبک نیاز به تخصص خاصی ندارد. با توجه به ابعاد و سهولت کار، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر و سفال تا ۲ الی ۳ برابر افزایش می‌یابد

به دو دسته ی کلی زیر تقسیم بندی می شود:

1- بتن های هوادار اتو کلاو شده AAC

2- بتن های هوادار غیر اتوکلاوی NAAC

 

بتن سبک اسفنجی یا فوم بتن (CLC – Foam Concrete)

• این بتن از ترکیب فوم و یا همان ماده کفزا با بتن ریزدانه ماسه ای ایجاد می شود.
• بیشترین کاربرد این نوع از بتن سبک در کفسازی، شیب بندی و به عنوان پرکننده می باشد.
• مهمترین مزایای آن قیمت تمام شده پایین و روش تولید آسان آن می باشد.
• مهمترین مشکل این نوع از بتن های سبک جمع شدگی بالا و نیز مقاومت فشاری پایین می باشد.

مشخصات فوم – بتن

لازم به ذکر است استاندارد ملی در رابطه با فوم بتن شماره استاندارد 14504 می باشد.

سوالات متداول

بتن سبک چیست؟

بتن سبک در واقع به نوعی از بتن گفته می ‌شود که وزن آن در هر متر مکعب یک الی یک‌ و نیم برابر کمتر از بتن معمولی باشد. برای اینکه دقیق ‌تر باشیم بهتر است اینگونه بگوییم که بتن معمولی در هر متر مکعب، وزنی معادل ۲۴۰۰ کیلوگرم دارد که بسیار وزن سنگینی محسوب می‌ شود؛ در حالی‌ که وزن بتن سبک در هر متر مکعب حدود ۱۰۰۰ کیلوگرم است‌.

تفاوت بتن سبک با بتن معمولی چیست؟

مقاومت ناشی از جمع شدگی و خزش در بتن سبک نسبت به بتن معمولی بیشتر است - پدیده گسیختگی در بتن سبک در اطراف آن و در بتن معمولی در میان آن اتفاق می ‌افتد - مدول ارتجاعی بتن سبک نسبت به بتن معمولی کمتر بوده و دلیل آن هم وجود سنگدانه‌ های سبک و متخلخل در ساختار آن است

کاربرد های بتن سبک چیست؟

ماده پرکننده در ساختمان های چند طبقه و در پانل ‌های دیوارهای ساختمان ‌های مختلف است - عایق‌ کاری دیوارهای ساختمان‌ ها - برای ساخت دیوارهای پارتیشن و دیوارهای پانلی - یک کاربرد بسیار مهم آن برای قالب‌ گیری ساختمان‌ های فولادی است و با این کار جلوی خوردگی آنها از آتش و دیگر شرایط خورنده گرفته می ‌شود.

مزایای استفاده از بتن سبک چیست؟

کاهش وزن مرده ساختمان - کاهش هزینه ساخت و افزایش بهره وری - مقاومت بسیار بالا در برابر آتش سوزی - افزایش چشم گیر مقاومت حرارتی و صوتی