بتن های سبک

بتن های سبک

دانستن اين موضوع كه بتن سبك از 50 سال پيش تا به حال در اروپا در ساختن بنا كاربرد دارد اما هنوز در ايران ناشناخته است تعجبي همراه با افسوس را به همراه دارد. كشور ما درحالي از قافله صنايع مدرن ساختمان سازي عقب مانده كه زلزله هاي مخربي را در 15 سال گذشته تجربه كرده است.

اغلب بتنهای سبک خواصی از قبیل عایق بودن نسبت به حرارت و صوت، مقاومت در برابر یخ زدگی و آتش سوزی و کاهش لطمات ناشی از زلزله را دارا می باشند. سبك و يكپارچه سازى را می توان راهكارى محورى و عملى براى افزايش ايستادگى و ايمنى بناها در برابر زلزله محسوب داشت. ويژگى هايى چون كاهش جدى وزن سازه و ابعاد برخى اجزا، صرفه جويى زياد در ميزان فولاد مصرفى در اسكلت و پى، حائل صدا و رطوبت و به ويژه عايق حرارت بودن، افزايش مؤثر فضاى مفيد داخل بنا، قابليت هاى گوناگون كار پذيرى، انعطاف و تنوع در اشكال، سادگى، و سرعت و سهولت در حمل و اجرا، كاهش خستگى بنا و پايانى مناسب در برابر عوامل آسيب زا .نيز مى توانند از مزاياى بهره گيرى تجربه شده از اين بتن ها با موارد كاربرى متعدد در ساخت و سازها باشند. بديهى است تكيه بر اين راهكار محورى در رويكردى منسجم و نظام يافته و با توجه به مجموعه موارد فنى، اقتصادى و اجرايى، نه تنها به معنى كم بها دادن به ساير عوامل مؤثر در ايمن و مقاوم سازى بناها و مجموعه فن آورى هاى مربوط به آن نخواهد بود بلكه ضمن جبران نسبى بسيارى كاستى ها در ديگر زمينه ها به ارتقا و افزايش كارآيى ديگر راهكارهاى مقتضى نیز می انجامد.

بتن های سبک اغلب داراى ويژگى هاى مطلوب كار پذيرى چون قابليت هاى برش، تراش و پذيرش ميخ، پيچ، رول-پلاك و كورپى، امكان مرمت و نيز عبور تأسيسات و نصب و اجراى چارچوب ها و درب و پنجره و تزئينات و پوشش ها و رنگ هاى مقتضى و توان پذيرش پوشش ها و نماهاى مختلف را داراست و ضمن عدم نياز به اندودهاى سنگين اضافى، امكان تطبيق با طرح هاى گوناگون معمارى را از جمله در سطوح و احجام منحنى در كاربرى های مختلف دارا می باشد.

2-6-1) مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی

آنچه مسلم است اینست که دانسیته بالای بتن معمولی بعنوان یکی از محدودیت های آن بشمار می رود و کاهش آن با تولید بتن سبک می تواند گامی مهم در رفع این محدودیت تلقی شود. بعلاوه بتن های سبک عموماً دارای خواص مهندسی ویژه ای هستند که کاربرد آنها را در بخش ساختمان ارجح می نماید. در ادامه مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن های معمولی ارائه خواهد شد.

سبک بودن

بار مرده در ساختمان که ناشی از وزن سازه می باشد بخش مهم و اصلی نیروی وارده به اجزای باربر در یک سازه تلقی می شود و لذا کاهش آن منجر به کاهش نیروهای وارده و لذا کاهش وزن اسكلت فلزي و ديوار ها شده و كاهش مخارج فونداسيون و پي را بدنبال خواهد داشت. از طرفی دیگر وزن کمتر سازه باعث کاهش نيروي منتقل شده به سازه از طریق زلزله و کاهش احتمال خسارات مربوط به آن خواهد شد. سبکی اجزای بتنی سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پيش ساخته را نیز بدنبال خواهد داشت.

عایق گرما

مقاومت حرارتی بالاتر این بتن ها باعث کاهش سرعت انتقال حرارت در آنها شده و منافع متعددی را بدنبال خواهد داشت. یکی از این موارد کاهش تلفات انرژی می باشد. این موضوع هم در انتقال حرارت از داخل به خارج از ساختمان در فصل زمستان و هم انتقال حرارت از خارج به داخل ساختمان در فصل تابستان مطرح خواهد بود. انتقال حرارت در جامدات با مکانیزم هدایت صورت می گیرد و ضریب هدایت حرارتی معیاری از رسانائی حرارتی آنها تلقی می شود که با علامت k و با دیمانسیون W/m.K در سیستم SI ارزیابی می گردد. مقدار k برابر با 1 به این معنی است که چنانچه دو طرف دیواری به مساحت 1 متر مربع و ضخامت 1 متر اختلاف دمائی برابر با 1 درجه کلوین (یا سانتی گراد) داشته باشد گرمائی برابر با 1 ژول را در هر ثانیه منتقل خواهد کرد. ژول واحد انرژی و معادل با N.m است که کمی کمتر از 25/0 کالری خواهد بود. ضریب هدایت حرارتی مواد در محدوده گسترده ای با اختلاف 10⁵ برابر از 3400 برای الماس خالص و 400 برای مس که فلزی با هدایت حرارتی خوب محسوب می شود تا 038/0 برای پشم شیشه که ایزوله حرارتی خوبی محسوب می شود تغییر می نماید. بتن با ضریب هدایت حرارتی بتن معمولی 2-1 و گچ 5/0 و بتن های سبک در چگالی پائین کمتر از 2/0 است. این بدین معنی است که در شرایط یکسان، دیواری با ضخامت 1/0 متر از بتن سبک معادل دیواری به ضخامت 1 متر از بتن معمولی در مقابل انتقال حرارت مقاومت خواهد کرد.

          از طرف دیگر عایق بودن این بتن ها باعث کاهش سرعت تغییرات حجمی در اثر تغییرات دمائی شده و مقاومت آنها را در مقابل سیکل های حرارتی و یخبندان افزایش می دهد. عایق بودن حرارتی باعث خواهد شد تا سرعت انتقال حرارت به داخل این بتن ها کاهش یابد و لذا تنش های وارده ناشی از تغییرات حجمی در اثر تغییر شکل های پلاستیکی موضعی تعدیل شود. همچنین این خاصیت فیزیکی باعث افزایش مقاومت این بتن ها در مقابل آتش می گردد.

عایق صوتی

ساختار پفکی این بتن ها باعث قابلیت جذب صوت در آنها شده و لذا کاربرد های آکوستیکی را برای آنها ایجاد می نماید.

قابلیت برش

انجام عملیات تأسیساتی و برش بر روی این بتن ها عموماً بمراتب بهتر از بتن معمولی میسر است که در کاربرد های ساختمانی از اهمیت زیادی برخوردار است.

2-6-2) انواع بتن سبک

در یک تقسیم بندی کلی می توان انواع بتن سبک را به دو گروه متکی بر سبکدانه بجای سنگدانه و متخلخل یا سلولی تقسیم بندی نمود. در گروه اول انواع گوناگون سبکدانه های طبیعی و یا صنعتی بجای سنگدانه مورد استفاده قرار می گیرد و در گروه دوم ایجاد چگالی پائین در بتن بر مبنای ایجاد تخلخل در خمیر سیمان صورت می گیرد. وزن مخصوص فضايي بتن سبك بستگي به روش ساخت، مقدار و انواع اجزاي متشكله آن دارد. تمام بتن‌هاي سبك، وزن مخصوص كم خود را مديون همراه داشت هوا در ساختمان داخليشان هستند. بتن فوق سبك با وزن فضايي 300 تا 1000 كيلوگرم در متر مكعب را براي گرمابندي و به عنوان پركننده مي‌توان مورد استفاده قرار دارد. مقاومت بتن سبك به وزن مخصوص آن بستگي دارد به طوري كه هر چه وزن مخصوص زيادتر شود مقاومت آن افزايش مي‌يابد. البته نحوه به عمل آوردن قطعات بتنی ساخته شده، روش ساخت، دانه‌بندي و مقادير اجزاي متشكله آن در اين امر مؤثرند.

2-6-3) بتن سبک سبکدانه

در این نوع بتن ها از انواع گوناگون سبکدانه بجای سنگدانه برای ایجاد دانسیته پائین استفاده می شود. این مواد سبکدانه ممکن است در حالت طبیعی و یا در فرآیند های صنعتی تولید شوند. پامیس یکی از مهمترین سبکدانه های طبیعی محسوب می شود که منابع معدنی آن در مناطق متعددی از ایران وجود دارد. پوکه معدنی فاروج یکی از منابع معدنی سبک دانه پامیس در استان خراسان تلقی می شود. لیکا، پرلیت و دانه های پلی استایرن نیز تعدادی از مهمترین سبکدانه های صنعتی مورد استفاده در تولید بتن سبک هستند. مهمترین انواع این بتن ها در گروه بتن های متکی بر استفاده از سبکدانه شامل بتن سبک لیکا، بتن سبک پرلیتی، بتن سبک پلی استیرن و بتن سبک پوکه ای می باشد که در ادامه به توضیح هر کدام پرداخته خواهد شد.

بتن سبک ليكا

امروزه دانه هاى سبك خاك رس منبسط شده در بيش از 30 كشور جهان با نامهاى تجارى گوناگون توليد و عرضه مى شوند. در اروپا و آمريكا اين دانه ها را با عناوينى نظير لايتگ، ليكا، آگلايت و آرژكس مى شناسند. اين دانه ها به طور مشابه در ايران با نام ليكا توليد مى شوند. ويژگى هاى اين دانه ها باعث شده است تا در طيف وسيعى از كارهاى عمرانى و صنعتى به كار روند.

          لیکا[1] که مخفف "مصالح رسی منبسط شده سبک" در زبان انگلیسی است یکی از سبک دانه های مهم صنعتی تلقی می شود. برای تهيه این دانه هاي سبك از كوره های گردان استفاده است. رس با دانه هايي به ريزي صفر تا دو ميكرون در دماي بالاتر از 1000 درجه سانتي گراد در اين كوره ها حرارت مي بينند و گازهاي ايجادشده در داخل آنها منبسط مي شوند و هزاران سلول هواي ريز تشكيل مي دهند. با سردشدن این مصالح سلول های فوق  باقي مي مانند و سطح آنها سخت مي شود. خواص ليكا باعث شده است تا بتن سبك ليكا كاربردهاي فراواني داشته باشد. يكى از روشهاى تهيه دانه هاى سبك استفاده از كوره گردان است. وقتى برخى از انواع رس با دانه هايى به ريزى صفر تا دو ميكرون در دماى بالاتر از 1000 درجه سانتى گراد در اين كوره ها حرارت مى بينند، گازهاى ايجاد شده در داخل آنها منبسط مى شوند و هزاران سلول هواى ريز تشكيل مى دهند. با سرد شدن مصالح، اين سلولها باقى مى مانند و سطح آنها سخت مى شود.

          مهم ترين ويژگى هاى ليكا عبارتند از : وزن كم، عايق حرارت، عايق صوت، بازدارنده نفوذ رطوبت، مقاومت در برابر يخ زدگى، تراكم ناپذيرى تحت فشار ثابت و دائمى، فسادناپذيرى، مقاوت در برابر آتش و PH نزديك به نرمال.  وزن كم اين دانه ها و در نتيجه هزينه حمل پائين آن باعث شده است تا از ليكا در پر كردن فضاهاى خالى استفاده شود. در كاربردهاى خاص نظير زير سازى ساختمان و تسطيح و شيب بندى بام، خواص عايق حرارتى و دوام ليكا مشخصات فنى مناسبى براى آن فراهم مى كند. در راهسازى نيز از تراكم ناپذيرى ليكا براى كنترل نشست پلاستيك بسترهاى سست استفاده مى شود. همچنين جذب آب مناسب ، تخلخل و دوام ليكا آن را براى كشاورزى بدون خاك مناسب ساخته است. همين خواص باعث شده است تا در تصفيه فاضلابهاى خانگى از فيلترهاى ساخته شده از ليكا استفاده شود.

          خواص ليكا باعث شده است تا بتن سبك ليكا كاربردهاى فراوانى داشته باشد. مهم ترين ويژگى هاى بتن ليكا عبارتند از:وزن كم، سهولت حمل و نقل، بهره ورى بالا هنگام اجرا، سطح مناسب براى اندود كارى، مقاومت و باربرى در شرايط خاص، عايق حرارت، مقاومت در برابر آتش، عايق صدا ،‌مقاومت در برابر يخ زدگى، بازدارندگى در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهكى.

          متناسب با وزن و مقاومت مورد نظر از بتن سبك ليكا به عنوان پر كننده ، عايق و يا باربر استفاده مى شود. بتن ليكا مى تواند در جا ريخته شود و يا بصورت بلوك، اجزاى ساختمانى وساير قطعات پيش ساخته بكار رود. در هر مورد متناسب با كاربرد و روش اجرا از دانه بندى هاى مناسب ليكا استفاده مى شود.

          بتن هاى پر كننده و عايق اغلب در پى سازى و زير سازى ساختمان، شيب بندى كف و بام، بلوك ها يا اجزاى ديوارهاى جدا كننده و محيطى غيرباربر به كار مى روند.

          از بتن هاى سبك كه البته عايق نيز هستند در ساخت اجزاى مقاوم نظير بلوك هاى باربر، پانل هاى ديوارى و سقفى مسلح و نيز اسكلت بتن مسلح ساختمانها استفاده مى شود.

          مهم ترين ويژگي هاي بتن ليكا وزن كم، سهولت حمل و نقل، بهره وري بالا هنگام اجرا، سطح مناسب براي اندودكاري، مقاومت و باربري در شرايط خاص، عايق حرارت، مقاومت در برابر آتش، عايق صدا، مقاومت در برابر يخ زدگي، بازدارندگي در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهكي می باشد. از بتن سبك ليكا به عنوان پركننده، عايق و يا باربر استفاده مي شود. بتن ليكا   مي تواند درجا ريخته شود و يا به صورت بلوك، اجزاي ساختماني و ساير قطعات پيش ساخته به كار رود. در هر مورد متناسب با كاربرد و روش اجرا از دانه بندي هاي مناسب آن استفاده مي شود. بتن هاي پركننده و عايق اغلب درپي سازي و زيرسازي ساختمان، شيب بندي كف و بام، بلوك ها يا اجزاي ديوارهاي جداكننده و محيطي غيرباربر به كار مي روند.

جدول كاربردهاى ليكا بر حسب اندازه دانه ها

بتن سبك ليكا از مخلوط كردن دانه هاى ليكا با سيمان و آب بدست مى آيد-دوغاب سيمان عمل بهم چسباندن دانه ها به يكديگر و ايجاد پيوستگى در دانه هاى ليكا را انجام مى دهد. افزايش ماسه بافت بتن را پيوسته تر و در نتيجه تخلخل را كاهش مى دهد. با اين عمل حجم هواى داخل بتن كاهش و در عوض استحكام ساختار بتن افزايش پيدا مى كند. اين نوع بتن ساخته شده از سيمان، ليكا، ماسه و آب، بتن نيمه سبك ناميده مى شود. اين دو نوع بتن اصولأ براى نيل به هدف سبك كردن در صنعت ساختمان به كار گرفته مى شوند. مصرف ليكا ضمن كاهش وزن فضايى بتن ضریب هدايت حرارتى بتن را نيز بشدت كاهش مى دهد.

بتن سبک پرلیتی

این بتن ها با استفاده از پرلیت بعنوان تمام یا بخشی از سنگدانه تولید می شوند. پرلیت یک سبکدانه صنعتی تلقی می شود که توسط حرارت در کوره های مخصوص تولید می شود. در ادامه جزویات کاملی راجع به این ماده مهم صنعتی که مصرف آن در ساختمان نیز حائز اهمیت بالائی است آورده می شود.

بتن های سبک متخلخل یا سلولی

در این نوع بتن ها کاهش دانسیته با ایجاد تخلخل در خمیر سیمان روی می دهد. برای این منظور از دو روش عمده استفاده می شود. در یک روش از عوامل حباب ساز در مخلوط طرح اختلاط بتن استفاده شده و محصول را بتن گازی گویند و در روش دوم تخلخل با استفاده از حباب های خارجی (کف) که توسط ماشین کف ساز یا فوم ژنراتور تهیه شده است ایجاد می شود که با عنوان بتن کفی یا فومی یا هوادار شناخته می شود.

بتن سبک گازی

سبک سازی در این نوع بتن بر مبنای ایجاد حباب های گازی استوار است. این حباب ها در هنگام گرفتن دوغاب سيمان در بتن درست می شود و بدین ترتیب دوغاب سيمان هنگام گرفتن پف كند تا پس از گرفتن بتن سبک ایجاد شود. براي ایجاد گاز در این بتن از پودذ آلومینیم استفاده مي‌شود. در گذشته از كاربيد كلسيم (CaC₂) + آلومينيوم و همچنين كلروركلسيم (CaCl₂) + آب اكسيژنه (H₂O₂) هم به این منظور استفاده مي‌شد. با مصرف پودر آلومينيوم در بتن، گاز هيدروژن و با كاربيد كلسيم، گاز استيلن (C₂H₂) و آب اكسيژنه، گاز اكسيژن ایجاد مي‌شود. چون گاز استيلن می تواند مشتعل شود و آب اكسيژنه نیز گران است امروزه از اين دو روش درتولید این نوع بتن سبک استفاده نمي‌شوند.

          براي ساختن هر مترمكعب از این بتن 5/0 كيلوگرم پودر آلومينيوم + 400 كيلوگرم ماسه سيليسي + 140 كيلوگرم پودر آهك زنده + 35 كيلوگرم سيمان را مخلوط مي‌كنند تا مخلوط همگني بدست آيد. سپس آب اضافه می شود. در این مرحله واکنش های شیمیائی شروع شده و بتن شروع به پف کردن و انبساط می نماید. در این مرحله تقریباً حجم تا 3 برابر افزایش می یابد. محصول پس از برش توسط سیم برش به اتوکلاو با 8 تا 10 بار (آتمسفر) فشار بخار‌ آب و دمای 230 درجه سانتی گراد منتقل می شود. در این فشار آهك زنده مي‌شكفد و در رويه دانه‌هاي ماسة سيليسي اثر مي‌كند و سيليكات كلسيم ایجاد مي‌شود (مانند آجر ماسه آهكي). پودر آلومينيوم هم در این فشار بخار آب با آهك شكفته تركيب شده و گاز هيدروژن آزاد مي‌گردد. واکنش مربوطه بصورت زیر است:

2Al + 3Ca(OH)₂ = Al₂O₃.3CaO + 6H

گاز هيدروژن آزاد شده در بتن جا مي‌گيرد و آن را پوك مي‌كند. اين نوع بتن گازي Ytong نام دارد و دارای وزن فضايي تا kg/m³770، جاي خالي 65% حجم بتن، تاب فشاري 28 روزة N/mm² 6، آبمكي پس از 24 ساعت ماندن زير آب 2% حجم بتن، اندازة جمع شدن آن پس از 60 روز mm17/0 در هر متر است.

          سيپوركس[3] که نام آن از حرفهاي آغاز واژه‌هايSilic Pore Expansion  گرفته شده است نیز گونه ای دیگر از این نوع بتن می باشد. براي ساختن هر مترمكعب آن، بسته به جنس سيليس و آهك، حدود 200 كيلوگرم سيمان + 350 كليوگرم ماسة سيليسي ريزدانه + 100 کیلو گرم آهك + 300 تا 500 گرم پودر آلومينيوم + كمي افزونه‌هاي ديگر استفاده می شود و آن را در اتوکلاو زير 10 آتمسفر فشار بخار آب و تا 180 درجه سانتی گراد قرار می دهند.

بتن سبک کفی

این نوع بتن پيش از جنگ جهاني دوم اختراع شد و گسترش يافت و بجاي بتن گازي مصرف مي‌شود. با يك روش ارزان و ساده مي‌توان در همه جا بتن كفي با وزن فضايي kg/m³ 1600 - 600 ساخت. اين بتن از تركيب سيمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد هاي مختلـف (بسـته به نياز) تشــكيل مي شـود و مي توان از آن بصورت در جا و يا در قالبهاي مختلف استفاده نمود. ضمناًً هر گونه نازك كاري براحتي روي آن قابل اجراست و چسبندگي بسيار خوبي با سيمان و گچ دارد. بتن كفي در ساختن تيغه و ديوار سبك و شيب دادن بامهاي افقي و بارگذاري سبك، همچنين براي صدابندي و گرمابندي مصرف مي‌شود. بايد از اين روش در جاهايي مانند كنارة درياي مازندران، كنارة خليج فارس، خوزستان، كرمان، بلوچستان، كنارهاي كوير و جاهاي ديگر كه ماسه بادي فراوان است بهره‌گيري كرد. بتن كفي را مي‌توان به شكل آجر سبك و بلوك هم ريخت. با بتن كفي شن سبك هم ساخته مي‌شود. با توجه به اینکه این بتن در پروژه بعنوان بهترین نوع بتن سبک برای تولید در محدوده های غیر سازه ای، نیمه سازه ای و سازه ای انتخاب گردیده است بحث تئوری مفصلی راجع به آن در بخش 2-7 بیان خواهد شد.

 بتن فومی یکی از مواد مهندسی جدیدی است که کاربرد های گوناگون آن در مهندسی عمران روز بروز در حال افزایش است. امروزه محدوده مصرف این بتن از مصرف در ساختمان پا فراتر نهاده و در مصارف جدیدی از جمله در نگهداری معادن، راه سازی و پایدار سازی خاک[5] راه یافته است. این نوع بتن پيش از جنگ جهاني دوم اختراع شد و گسترش يافت و امروزه بجاي بتن گازي مصرف مي‌شود. با يك روش ارزان و ساده مي‌توان در همه جا بتن كفي با وزن فضايي kg/m³ 1600 - 400 ساخت. برای تولید این بتن نیازی به کارخانه بزرگ و امکانات زیاد مانند اتوکلاو (شرایط بخار در دمای بالا همراه با فشار) وجود ندارد. اين بتن از تركيب سيمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد هاي مختلـف (بسـته به نياز) تشــكيل مي شـود و مي توان از آن بصورت در جا و يا در قالبهاي مختلف استفاده نمود. بتن کفی می تواند بخوبی به طبقات و یا فواصل دورتر پمپ شود. از این بتن می توان در تمام بخش های ساختمان استفاده نمود. ممکن است در کف ساختمان بعنوان ایزوله حرارتی و همچنین بعنوان پرکننده و یا شیب بندی از بتن کفی استفاده شود. بتن کفی در چگالی مناسب و در مقاومت لازم می تواند در قطعات بعنوان بتن مسلح نیز بکار رود. ضمناًً هر گونه نازك كاري براحتي روي آن قابل اجراست و چسبندگي بسيار خوبي با سيمان و گچ دارد. بتن كفي در ساختن تيغه و ديوار سبك و شيب دادن بامهاي افقي و بارگذاري سبك، همچنين براي صدابندي و گرمابندي مصرف مي‌شود. تولید این نوع بتن در جاهايي مانند كنارة درياي مازندران، كنارة خليج فارس، خوزستان، كرمان، بلوچستان، كنارهاي كوير و جاهاي ديگر كه ماسه بادي فراوان است بخوبی می تواند صورت پذیرد. بتن كفي را مي‌توان به شكل آجر سبك و بلوك هم ريخت. با بتن كفي پوکه سبك هم ساخته مي‌شود. 20 تا 70 درصد حجمی این بتن از هوا تشکیل شده است. وجود حباب های هوا مانند ساچمه هائی در داخل بتن بوده و اثری شبیه به مکانیزم بولبورینگ[6] را باعث میگردد و بدین سان این بتن روانی بالائی را خواهد داشت. بتن کفی مناسب ترین نوع بتن برای مصرف بسیاری از محصولات جانبی و ضایعات کارخانجات[7] (RAS) که بصورت پودری هستند و اثر مخربی بر مقاومت ندارند خواهد بود.

مواد خام مورد نیاز برای تولید بتن سبک کفی

مواد لازم برای تولید این بتن شبیه به بتن معمولی است و لازم است ماسه در دانه بندی مناسب انتخاب شود و فوم یا کف در سیستم فوم ژنراتور تولید و به میکسر مربوطه وارد شود. بنابر این می توان مواد لازم را شامل ماده کف کننده، سیمان، آب، مصالح و افزودنی ها دانست.

            ماده کف کننده از مواد فعال[8] سطحی بوده و به دو دسته طبیعی (پروتئینی) و مصنوعی[9]  تقسیم می شود. این مواد در گروه های آنیون – کاتیون (نمک های سدیم اسید های کربن و نفتالین) و فعال کاتیونی (آمین ها و فرآورده های آن) و غیر یونی (فرآورده هائی از الکل پلی اتیلن در انواع OP-7 و  OP-10) می باشند. مواد کف زا با محلول های یونی SSA به 5 گروه تقسیم می شوند که در جدول زیر آمده است.

             مواد کف زا از ضایعات کشتارگاه ها، صنایع چرم سازی، صابون سازی و . . . نیز می توانند تولید شوند. این مواد نمی توانند به مدت طولانی انبار شوند و لازم است بصورت تازه مصرف شوند. مواد کف زای مصنوعی در شرایطی کنترل شده تولید و طول عمر بیشتری داشته و زمان نگهداری آنها می تواند طولانی تر باشد اما اغلب به دلیل وجود یون کلر برای بتن های مسلح نامناسب بوده و باعث خوردگی آرماتور می شوند. انتخاب ماده کف زا برای یک تولید خاص با توجه به ظرفیت تولید، روش اختلاط و شرایط محیطی می بایست انتخاب گردد.

            مصالح مصرفی در تولید این بتن ماسه سیلیسی با دانه بندی مناسب است. برای چگالی های پائین لازم است این ماسه ریزدانه باشد بطوری که در چگالی های کمتر از 800 می بایست اندازه بزرگترین دانه ماسه از 2 میلی متر تجاوز ننماید. در چگالی های بالاتر می توان از دانه های با اندازه بیشتر و تا 4 میلی متر نیز استفاده نمود. لازم است الزامات استاندارد ASTM به شماره 77-8736 رعایت شود و حداکثر رس از 3 درصد تجاوز ننماید.

            حباب های هوا در بتن کفی بسیار ریز و حداکثر 4/0 – 3/0 میلی متر است. این حباب ها از یکدیگر جدا و لذا تخلخل ایجاد شده در بتن بصورت تخلخل مسدود خواهد بود. این موضوع باعث می گردد تا جذب آب این بتن علی رغم تخلخل بسیار بالای آن در حد مناسبی و حتی کمتر از آجر باشد. بتن کفی می تواند در چگالی 200 تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب تولید شود.  

            در سه دهه گذشته فناوری تولید بتن کفی در آلمان توسعه زیادی یافته است. استفاده از خاکستر بادی[10] که یک پوزولان فعال و از محصولات جانبی سوخت زغال سنگ است در بتن کفی در هند بخوبی گسترش یافته است و نتایج مناسبی را بدنبال داشته است. به این منظور خاکستر بادی 35 – 25 درصد از مواد جامدی مورد نیاز در طرح اختلاط را تشکیل می دهد. بتن کفی در چگالی های بالا در محدوده kg/m3 1800-1600 رفتار سازه ای داشته و می تواند تا مقاومت kg/cm2 250 را ایجاد نماید. این نوع بتن ها تحت عنوان بتن های سبک با مقاومت بالا[11] شناخته می شوند. بتن های کفی کیفی (HPCC)[12] بر مبنای بکارگیری مصالح ویژه در طرح اختلاط می توانند مقاومت های فشاری بالائی را ایجاد نمایند. امروزه دستیابی به مقاومت Mpa 3/48-5/34 (psi  7000-5000) در چگالی   kg/m³ 1522-1041 (lb/ft³ 95-65) بخوبی حاصل گردیده است. این موضوع در بدنه اصلی پروژه حاضر مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه شده است. جدول زیر انواع طرح اختلاط برای بتن سبک کفی معمولی در چگالی های گوناگون را نشان می دهد. میزان مصرف فوم مایع با توجه به جنس آن ممکن است تغییر یابد. 

مهمترین مزایای بتن کفی

دوام – بتن کفی تقریباً عمر نامحدوددی دارد و ماده ای است که با گذشت زمان دوام خود را حفظ می نماید. دوام این بتن مانند سنگ بوده و تجزیه نمی شود.

سبکی – این بتن ضمن آنکه سبک است می تواند در چگالی های گوناگون نیز تهیه و تولید شود.

مقاومت به آتش – این بتن بخوبی در مقابل آتش مقاوم است و در کاربردهای خاصی که نگرانی از آتش سوزی در آن وجود دارد می تواند عملکرد عالی داشته باشد. آزمایشات نشان داده اند که قرارگیری این بتن در معرض شعله با دمای بالا اثر مخربی بر آن نداشته و بر خلاف بتن های معمولی هیچگونه خردشدگی و تخریبی را بدنبال ندارد.

اثر تهویه ای – با توجه به تخلخل موجود در این بتن و همچنین ضریب هدایت حرارتی پائین اثر تهویه ای عالی را ایجاد می نماید. این بتن از تلفات حرارتی در زمستان جلوگیری، ضد رطوبت، از افزایش دمای بالا در تابستان جلوگیری و با جذب و آزاد کردن رطوبت، میزان رطوبت نسبی هوا را کنترل می نماید که منجر به هوای مطبوع می گردد.

دوست محیط زیست – نگهداری از این بتن با گذشت زمان منجر به هیچ آلودگی زیستی نشده و بعد از چوب، در مقام دوم قرار دارد.

جدول 5 : ضريب هدايت حرارتي فوم بتن سبك

كاربرد بتن سبك کفی در ساختمان

- شيب بندي پشت بام

بهترين مصالـح به لـحاظ سبـكي، محكمي و همچنين اقتــصادي بـراي شيـب بندي، بتن کفی  مي باشد و مي توان آن را به صورت يكپارچه استفاده نمود (بتن با وزن 300 الي 400كيلوگرم بر متر مکعب).

- كف بندي طبقات

از این بتن مي توان بعد از اتمام كار تأسيسات،‌ تمامي كـف طبقات و محوطه و بالــكن ساختمان را با آن پوشانيد و عمليات بعدي را روي آن انجام داد (بتن با وزن 300 الي 400 كيلو گرم).

- بلوكهاي غير باربر

با بــلوكهاي تو پـر از این بتن مي تــوان (بـا ابـعاد دلخـواه) تــمام تيغـه بنـديهـا و ديوارهاي جــدا كنــــنده ساختـمان را بـا استفاده از چسب بتن يـا ملات بتن انجام داد. با استفاده از اين بلوكها علاوه بر جلوگيري ازسنگين شدن ساختمان، عمليات حمل و نصب نيز بسيار سريع صورت مي گيرد و دستمزد كمتري هزينه مي شود و پـس از اجـراي صحـيح ديــوار مي توان مستقيـماً روي آن گچ يا ديگر پوششهاي دلخواه را انجام داد ( وزن مخصوص 600 الي 800 كيلو ).

- ديوار هاي جدا كننده يكپارچه و بلوک های جداکننده و پانل های سبک

یکی از متداولترین مصالح ساختمانی مورد استفاده در صنعت ساختمان ایران در نیم قرن گذشته انواع بلوک و پانل های سیمانی و همچنین آجر و بلوک سفالی می باشد که به لحاظ وزن و روش تولید سنتی از کیفیت مطلوبی برخوردار نبوده است. همگام با پیشرفت تکنولوژی و همچنین وضع استانداردهای جدید جهانی در این صنعت و با نگرش جدی تر به فاکتورهای زیست محیطی، مصرف انرژی، سهولت تولید و اجرا و ایمنی، صرفه اقتصادی و عامل رفاهی، امروزه استفاده از اینگونه مصالح سنتی کم کم در حال منسوخ شدن بوده و بهترین گزینه جایگزین استفاده از انواع بتن سبک به خصوص بتن های سبک هوادار (بتن کفی و گازی) و همچنین بتن سبک دانه می باشد که خوشبختانه با همت مهندسان و معماران بخش ساختمان و پشتیبانی دست اندرکاران دولتی و مراجع علمی استفاده از آنها در کشورمان در حال فراگیر شدن است. از اين بتن مي توان پنـلهاي جدا كننـده مسلح ساخـت كه براي ديوار محوطه، نماهاي ساختمـان، ديـوار سوله كاربرد دارد. همچنين بعلـت خصوصـيات عايـق بودن اين بتــن مي توان از آن براي ديوارهاي سرد خانه ها، گرم خانه ها (موتور خانه)، سالنهاي ضد صدا بصورت يكپارچه با قالب بندي عمودي استفاده نمود (وزن مخصوص 1200 كيلوگرم بر متر مکعب).

كاربرد هاي ديگر بتن سبك کفی عبارتند از:

عايق سازي لوله هاي حرارتي و برودتي.

عايق سازي لوله هاي گاز و كابلهاي برق.

جايگزين بتن سبك هوادار بجاي خاك در پشت ديوارهاي حائل.

پوشش سازه هاي زير زميني بجاي خاك مانند كانال هاي زير زميني.

استفاده در راه، پل، تونل، فرودگاه، سد سازي و ...

ما را در سایت ... دنبال می کنید

برچسب : نویسنده : gatch بازدید : 774 تاريخ : سه شنبه 14 خرداد 1392 ساعت: 22:14