بتن سبک – مزایا و معایب بتن سبک

مواد تشکیل دهنده بتن سبک عبارت است از ورموکولیت ، پرلیت ، سنگ بازالت و سیمان تیپ 2 و غیره .

دراین بتن همانند بتن های عادی ، از ماسه استفاده نمی شود .عدم وجود ماسه باعث سبک و همگن شدن ساختار بتن گردیده و باعث می شود که مواد تشکیل دهنده که تقریبا از یک خانواده می باشند بهتر همدیگر را جذب کنند .

ساختمان این بتن متخلخل بوده و این مسئله پارامتر بسیار موثری است .چون تخلخل موجود در بتن باعث مقاوم شدن در برابر زلزله و عایق شدن در برابر صدا ، گرما و سرما می گردد .

ترکیبات این بتن به گونه ای عمل می کند که حالت ضد رطوبت به خود گرفته و به مانند بتن معمولی که جذب آب دارد ، عمل نکرده و آب را از خود دفع می کند .

این بتن تحت فشار مستقیم (پرس) ساخته می شود .
بدلیل شکل گیری بتن در فشار ، ساختار آن دارای یکپارچگی قابل قبولی است .

بتن سبک در قالب های طراحی شده توسط متخصصین ، بصورت یکپارچه ریخته می شود و یکپارچگی در نوع ساختمان بتن ، قطعه تولیدی از استحکام بالایی برخوردار شده و مقاومت بالایی نیز در برابر زلزله از خود نشان خواهد داد .

برای تقویت این بتن از یک یا چند لایه شبکه فلزی در داخل بتن استفاده می شود که این حالت همانند مسطح کردن بتن معمولی بوسیله میلگرد می باشد .

هزینه تولید این نوع بتن از دیگر مواد ساختمانی به نسبت ویژگی آن پایین تر است .
زمان بسیار کمتری جهت تولید دیوارهای بتنی سبک یا قطعات دیگر لازم است .
پرت مواد اولیه جهت تولید بتن سبک بسیار کمتر از بتن معمولی است ، چون تمام مراحل تولید در محل مشخصی صورت گرفته و جهت تولید پروسه ای طراحی گردیده است .

به دلیل طراحی کلیه مراحل تولید و وجود نظارت بر تمامی این مراحل ، ماده تولیدی دارای استاندارد خاصی تعریف شده است .
بتن سبک ، مسطح بوده که می توان با یک ماستیک کاری ساده ، بر روی آن رنگ آمیزی کرد .

انواع گوناگون بتن های سبک را با توجه به روش تولید آن ها :

  • با استفاده از سنگدانه های سبک و متخلخل که وزن ظاهریشان کمتر از 2.6 می باشد ، این نوع بتن به عنوان بتن دانه سبک شناخته می شود .
  • با ایجاد حفره های بزرگ در داخل بتن یا ملات ، این حفره ها باید به وضوح از حباب های فوق العاده ریز ناشی از حباب زایی قابل تشخیص باشند که انواع مختلف آن با اسم بتن اسفنجی ، بتن متخلخل ، بتن کفی یا گازی شناخته می شود .
  • با حذف ریزدانه ها از مخلوط ، به طوری که حفره های درونی زیادی در مخلوط ایجاد شود . در این موارد معمولا درشت دانه های معمولی دیده می شود که این نوع بتن به عنوان بتن بدون ریزدانه شناخته می شود که واضح است که حضور این حفره ها مقاومت بتن سبک را در مقایسه با بتن معمولی کاهش می دهد . این بتن به دلیل در میان داشتن حباب های هوا ، عایق حرارتی خوبی بوده و دوام رضایت بخشی دارد . اما در مقابل سایش مقاوم نمی باشد و معمولا این بتن گران تر از بتن معمولی است و اختلاط ، حمل و نقل و ریختن آن محتاج دقت و مواظبت بیشتری نسبت به بتن معمولی است . به هر حال برای برخی مقاصد ، مزایای بتن سبک هم تراز نقایص آن می شود و موارد مصارف آن در بتن پیش تنیده ، ساختمان های بلند و حتی پوسته های سقف عایق روز افزونی وجود دارد و این بتن را بر اساس هدف کاربرد آن طبقه بندی می کنند که شامل بتن های سازه ای سبک ، بتن های سبک مورد مصرف در واحدهای بنایی ، بتن های سبک جدا کننده می باشد که مقاومت فشاری بتن سازه ای سبک 28 روزه ی نمونه های استوانه ای از 170 کیلوگرم بر سانتی متر مربع نباید کمتر باشد ، وزن جمعی آن در حالت خشک از 1840 کیلوگرم بر متر مکعب نباید تجاوز کند که وزن حجمی آن معمولا بین 1400 تا 1800 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد و بتن بنایی دارای وزنی بین 500 تا 800 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد و مقاومتی بین 70 تا 160 کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد .

مزایای استفاده از بتن سبک ، کاهش وزن سقف و بارهای مرده و زنده و کاهش بارهای وارد بر اعضای سازه ، وزن پی ، ابعاد پی ها و همچنین کاهش فشار بتن ریزی در قالب ها و کاهش وزن کلی مصالحی که باید جابجا شوند .

کاربرد بتن سازه ای سبک در مرحله ی اول اقتصادی بودن آن می باشد .

در کاربرد سنگدانه های سبک در مخلوط بتن به انواع سنگدانه های طبیعی و مصنوعی  میتوان اشاره نمود.

سنگدانه های طبیعی عبارتند از :

سنگدانه های طبیعی سبک شامل سنگ پا ، پوکه سنگ ، جوش های آتشانی و توف ، که منشا آتش فشانی دارند .

سنگ پا یک جسم آتش فشانی کفی شکل با رنگ روشن و وزن مخصوص ظاهری حدود 500 الی 900 کیلوگرم بر متر مکعب و خصوصیات خوب عایق سازی اما با انقباض  و جذب آب بالا ، بتن رضایت بخشی را ایجاد می کند .

همچنین در مورد پوکه سنگ که یک سنگ شیشه ای حفره دار است و مشابه با سربارهای صنعتی میباشد چنین بتنی را ایجاد می کند .

سنگدانه های مصنوعی که به سه دسته ذیل تقسیم می شوند :

  • دسته اول با به کار گیری حرارت به منظور منبسط نمودن شیل رس ، پرلیت و … ساخته می شوند .
  • دسته دوم : با فرایند سرد کردن مخصوص که در ضمن آن حالت انبساط یافته ای از تفاله های کوره ای بدست می آید تولید می شوند.
  • دسته سوم : خاکسترهای صنعتی می باشد .

بتن ساخته شده از سنگدانه های رسی و شیلی مقاومت بالاتری نسبت به بتن های ساخته شده از سنگدانه های سبک تر دارند .

بتن های جداساز از پرلیت ساخته می شوند ، چون این سنگ تا شروع گداختگی به سرعت گرم می شود ، به خاطر متصاعد شدن گازها منبسط می شود و یک مصالح متخلخل با وزن حجمی ظاهری بین 30 تا 240 کیلوگرم بر متر مکعب را ایجاد می کنند که به خاطر مدول الاستیسته پایین ، دارای مقاومت خیلی کم و انقباض خیلی زیاد می باشد .
از مزایای آن این است که سریع خشک می شود و می توان آن را به سرعت جدا نمود .

بتن ساخته شده با ورکلومیت که سنگدانه ای مصنوعی است دارای مقاومت خیلی پایین و انقباض بالایی خواهد بود ، ولی یک عایق حرارتی عالی دارد .

سربارهای کوره ی تولید آهن را هنگام تخلیه مقدار محدودی آب به صورت خیلی ریز روی آن پاشیده می شود و گازی تولید می کند و سرباره را که هنوز خمیری است را متورم می کند و به صورت متخلخل شبیه سنگ پا سخت می شود .

در کوره های تولید آهن ، سرباره ی مذاب توسط آب منبسط می شود و پس از خرد کردن به صورت ذرات ریز ، در معرض هوا قرار می گیرد تا گلوله های صیقلی تشکیل شود که به آن گندوله گفته می شود .

مزایا و معایب بتن سبک

قابلیت انتقال حرارت پایین در بتن دانه سبک در مواردی که به عایق سازی خیلی خوب نیاز است یک مزیت به شمار می رود ، ولی همین خاصیت در شرایط عمل آوری انبوه باعث افزایش دمای بیشتری می شود که باعث بروز ترک های حرارتی در سنین اولیه می گردد .

به ازای کارایی برابر ، بتن سبک دانه ، اسلامپ پایین تر و ضریب کمتری را نسبت به بتن معمولی نشان می دهد ، زیرا در مصالح سبک تر ، وزن کمتر می باشد .

از معایب آن به دلیل تخلخل بالا ، خاصیت جذب آب بالا و کاهش کارایی است .
علاج مشکل ، اختلاط سنگدانه با حداقل نیمی از آب مخلوط قبل از افزودن سیمان است ، ولی باعث افزایش وزن حجمی بتن و کاهش عایق سازی حرارتی می شود  که برای غلبه بر این مضرات می توان به روشی خاص سنگدانه ها را با قیر نفود ناپذیر کرد که به ندرت انجام می شود .

بعضی خصوصیات بتن دانه سبک در مقایسه با بتن معمولی :

  • برای یک مقاومت برابر با بتن معمولی مدول الاستیسته 25 تا 50 درصد کمتر است و تغییر شکل ها بیشتر .
  • مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن به دلیل تخلخل بیشتر سنگدانه های سبک ، بیشتر می باشد مشروط بر آن که سنگدانه ها قبل از اختلاط اشباع نشده باشند .
  • مقاومت در برابر آتش بیشتر است چون سنگدانه های سبک تمایل کمتری به خرد شدن دارند و بتن در نتیجه ی بالا رفتن دما افت مقاومت کمتری دارد .
  • راحت تر بریده می شود و ساده تر می توان وسایلی را به آن نصب کرد .
  • برای مقاومت فشاری برابر با بتن معمولی ، مقاومت برشی 15 تا 25 درصد و مقاومت پیوستگی 20 تا 50 درصد کمتر است .
  • ظرفیت کرنشی کششی در بتن سبک ، در حدود 50 درصد بیشتر از بتن معمولی است . از این رو توانایی تحمل حرکت های مقید شده ، مثلا در نتیجه ی تغییرات دمای داخلی در بتن سبک بیشتر می باشد .
  • با داشتن مقاومت فشاری برابر با بتن معمولی ، خزش بتن دانه سبک تقریبا مشابه با بتن معمولی است .