مقاله بتن سبک

بتن سبک

بتن سبک  (LightWeight Concret)

چکيده

با گسترش استفاده از بتن سبک در سراسر دنِِِِِِيا بوِِِِِِيژه در کشورهاِِِِِِي پِِِِِِيشرفته و شکل گِِِِِِيرِِِِِِي آِِِِِِيين نامه هاِِِِِِي اجراِِِِِِيي آنها، متاسفانه اِِِِِِين نوع بتن که داراِِِِِِي قابلِِِِِِيت هاِِِِِِي منحصر به فردِِِِِِي مِِِِِِي باشد در کشورمان هنوز شناخته شده نِِِِِِيست؛ در اِِِِِِين مقاله سعِِِِِِي برآن شده تا با معرفِِِِِِي انواع اِِِِِِين بتن کارا، جامعه ساختمانِِِِِِي بِِِِِِيش از پِِِِِِيش با بتن سبک و موارد کاربرد آن آشنا شوند.

لغات کلِِِِِِيدِِِِِِي: بتن، بتن سبک،بارمرده، بتن سبک سازه اِِِِِِي، بتن کفِِِِِِي ، Cellular Lightweight Concrete(CLC)، Autoclaved Aerated     Concrete(AAC)،Autoclaved Cellular Concrete (ACC) ، Lec

مقدمه:

بِِِِِِي شک، بشر زمانِِِِِِي پِِِِِِيشرفت و تمدن را تجربه کرد که براِِِِِِي مدتِِِِِِي طولانِِِِِِي، در محل مشخصِِِِِِي سکونت ِِِِِِيافت؛ دِِِِِِيگر توان بشر صرف مهاجرت هاِِِِِِي طولانِِِِِِي نمِِِِِِي شد و براِِِِِِي برطرف کردن مشکلات به راه حلهاِِِِِِي تازه و افکار تازه اِِِِِِي روِِِِِِي آورد. براِِِِِِي ماندگار شدن در مکانِِِِِِي ثابت، بدون شک، داشتن خانه ِِِِِِي مناسب دقدقه اصلِِِِِِي آنها بوده، خانه اِِِِِِي که آنها را در برابر بلاِِِِِِياِِِِِِي طبِِِِِِيعِِِِِِي، حمله وحوش و حتِِِِِِي بِِِِِِيگانگان محافظت کند؛ پِِِِِِيشِِِِِِينِِِِِِيان با توجه به اِِِِِِين که امکانات حمل و نقل محدودِِِِِِي داشتند، براِِِِِِي اِِِِِِين منظور از مصالح در دسترس استفاده مِِِِِِي کردند: چوب، سنگ، گل، پوست احشام و…

دون تردِِِِِِيد، ماندگارترِِِِِِين اِِِِِِين نوع مصالح که از تخت جمشِِِِِِيد اِِِِِِيران تا اهرام مصر سالِِِِِِيان سال پاِِِِِِيدار مانده سنگ است؛ اما سنگ به صورت اولِِِِِِيه؛ با توجه به شکل پذِِِِِِيرِِِِِِي کم و حمل و نقل دشوار نمِِِِِِي تواند به عنوان مصالح اصلِِِِِِي در ساختمانهاِِِِِِي امروزِِِِِِي کاربرد داشته باشد و اِِِِِِين امر باعث شد که نوعِِِِِِي سنگ مصنوعِِِِِِي توسط بشر خلق گردد، که علاوه بر داشتن خواص سنگ مانند ماندگارِِِِِِي بالا و سازگارِِِِِِي با محِِِِِِيط اطراف، داراِِِِِِي قابلِِِِِِيتهاِِِِِِيي مانند شکل پذِِِِِِيرِِِِِِي مناسب وحمل آسان نِِِِِِيز باشد؛ امروزه اِِِِِِين نوع مصالح را به نام بتن مِِِِِِي شناسِِِِِِيم.

در دنِِِِِِياِِِِِِي پِِِِِِيشرفته امروزِِِِِِي و با توجه به پِِِِِِيشرفتهاِِِِِِي صورت گرفته در زمِِِِِِينه هاِِِِِِي مختلف علمِِِِِِي، صنعت بتن نِِِِِِيزدچار تحول گردِِِِِِيده، تولِِِِِِيد بتن سبک نِِِِِِيز حاصل همِِِِِِين پِِِِِِيشرفتها مِِِِِِي باشد؛ بتنِِِِِِي که علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان از نِِِِِِيروِِِِِِي وارد به سازه در اثر شتاب زلزله مِِِِِِي کاهد و در صورت تخرِِِِِِيب، وزن آوار حاصل نِِِِِِيز کاهش مِِِِِِي ِِِِِِيابد و امروزه آنرا به عنوان بتن قرن مِِِِِِي نامند. بتن سبک با توجه به وِِِِِِيژه گِِِِِِيهاِِِِِِي خاصِِِِِِي که دارد داراِِِِِِي کاربردهاِِِِِِي مختلف مِِِِِِي باشد، که برحسب وزن مخصوص ومقاومت فشارِِِِِِي آن تفکِِِِِِيک مِِِِِِي گردد.

مزاِِِِِِياِِِِِِي کاربرد بتن سبک:

– با کاهش بار وارد بر روِِِِِِي فونداسِِِِِِيون، موجب کوچکتر شدن ابعاد آن، کمتر شدن تعداد و کوچکتر شدن شمعها و کاهش مقدار آرماتورهاِِِِِِي و به طبع آن اجراِِِِِِي سرِِِِِِيع تر و آسان تر فونداسِِِِِِيون مِِِِِِي گردد.

– کاهش بار مرده سبب کوچک تر شدن اعضا نگهدار مِِِِِِي شود.

– کاهش بار مرده بزور مستقِِِِِِيم باعث کاهش نِِِِِِيروهاِِِِِِي لرزه اِِِِِِي وارد بر سازه مِِِِِِي گردد.

– در گسترش پلها مِِِِِِي توان با استفاده از مواد سبک مانند بتن سبک مِِِِِِي توان عرشه پل را جهت تحمل ترافِِِِِِيک بِِِِِِيشتر بزرگ ترنمود بدون اِِِِِِينکه تغِِِِِِييرِِِِِِي در سازه و ِِِِِِيا فونداسِِِِِِيون پل اِِِِِِيجاد کنِِِِِِيم.

– با توجه به مقاومت مطلوب بتن سبکدانه در برابر آتش سوزِِِِِِي مِِِِِِي توان از حداقل توصِِِِِِيه شده ضخامت بتن در کفها کاست(بِِِِِِيان شده در ACI-216) .

– حمل و نقل قطعات پِِِِِِيش ساخته با بتن سبک بسِِِِِِيار راحت تر بوده و هزِِِِِِينه کمترِِِِِِي در بر دارد.

بتن سبک سازه اِِِِِِي(Structural Lightweight concrete):

آِِِِِِيين نامه هاِِِِِِي موجود در زمِِِِِِينه تولِِِِِِيد بتن سبک تعارِِِِِِيف مختلفِِِِِِي در رابطه با بتن سبک سازه اِِِِِِي اراِِِِِِيه داده اند و بهترِِِِِِين تعرِِِِِِيفِِِِِِي که اکثر آنها را پوشش بدهدبه قرار ذِِِِِِيل مِِِِِِي باشد:

به بتنِ سبکِِِِِِي، سازه اِِِِِِي گفته مِِِِِِي شود که داراِِِِِِي وزن مخصوصِِِِِِي بِِِِِِين1440 تا 1840 کِِِِِِيلوگرم برمتر مکعب و مقاومت فشارِِِِِِي بالاِِِِِِي 17 Mpa و ِِِِِِيا 2500 Psi باشد و از آنجاِِِِِِيي که هر چقدر بتن سبکتر گردد شکل پذِِِِِِيرِِِِِِي آن نِِِِِِيز کاهش مِِِِِِي ِِِِِِيابد، براِِِِِِي بتن سبک سازه اِِِِِِي مقدار حداقل وزن مخصوص در نظر گرفته مِِِِِِي شود.

مقاومت نمونه هاِِِِِِي بتنِِِِِِي سبک سازه اِِِِِِي با وزن مخصوص رابطه اِِِِِِي تقرِِِِِِيباً لگارِِِِِِيتمِِِِِِي دارد و باتوجه به نوع بتن سبک داراِِِِِِي طِِِِِِيف مقاومتِِِِِِي متفاوتِِِِِِي مِِِِِِيباشد.

چگونگِِِِِِي تولِِِِِِيد بتن سبک:

بتن داراِِِِِِي دو جز اصلِِِِِِي مِِِِِِي باشد:1- خمِِِِِِيرسِِِِِِيمان 2- سنگدانه؛ سبک سازِِِِِِي مِِِِِِي تواند در هر دو جز صورت پذِِِِِِيرد،

که سبک سازِِِِِِي در هر قسمت داراِِِِِِي وِِِِِِيژگِِِِِِيهاِِِِِِي خاص و با استفاده از روشهاِِِِِِي متفاوتِِِِِِي صورت مِِِِِِي گِِِِِِيرد.

1 – سبک کردن خمِِِِِِير سِِِِِِيمان

براِِِِِِي اِِِِِِين منظور از موادِِِِِِي با پاِِِِِِيه حِِِِِِيوانِِِِِِي مانند: سم، شاخ،خون و دِِِِِِيگر اعضا احشام و ِِِِِِيا مواد خاص شِِِِِِيمِِِِِِياِِِِِِيي استفاده مِِِِِِيگردد؛ اِِِِِِين مواد که حباب زا مِِِِِِي باشند با اِِِِِِيجاد تخلخل در خمِِِِِِير سِِِِِِيمان، وزن بتن تولِِِِِِيدِِِِِِي را کاهش مِِِِِِي دهند. اِِِِِِين نوع بتن سبک، بتن کفِِِِِِي ِِِِِِيا گازِِِِِِي) (CLC Cellular Lightweight Concrete نامِِِِِِيده مِِِِِِي شود.

مواد شرکت کننده در تر کِِِِِِيب اِِِِِِين نوع بتن سبک عبارتند از:سِِِِِِيمان،ماسه،آهک(بسته به نوع بتن کفِِِِِِي)، مواد حبابزا،آب و افزودنِِِِِِي هاِِِِِِيي مانند:مِِِِِِيکرو سِِِِِِيلِِِِِِيس(Micro Silica)، فوق روان کننده ها(Super Plasticizer)، خاکستربادِِِِِِي (Fly Ash) ، الِِِِِِياف پروپِِِِِِيلِِِِِِين،پلون و غِِِِِِيره.

البته نوعِِِِِِي از مواد حباب زا در پاِِِِِِيين آوردن جذب آب بتن نِِِِِِيز کاربرد دارند؛ اِِِِِِين مواد با اِِِِِِيجاد حفرات بسِِِِِِيار رِِِِِِيز که براِِِِِِي حداکثر قطر آنها استاندارد تعرِِِِِِيف شده، حفرات موئِِِِِِينه داخل بتن را بسته و مانع از نفوذ آب در آنها مِِِِِِي شود.

مواد حباب زا ِِِِِِيا کف ساز شِِِِِِيمِِِِِِياِِِِِِيي، معمولاً از نظر محِِِِِِيط زِِِِِِيست تجزِِِِِِيه ناپذِِِِِِيرند و براِِِِِِي تامِِِِِِين پاِِِِِِيدارِِِِِِي آنها از کلراِِِِِِيد استفاده مِِِِِِي گردد و به اِِِِِِين نکته باِِِِِِيد توجه خاص نمود که خود کلراِِِِِِيد، خورندگِِِِِِي زِِِِِِيادِِِِِِي در تماس با فولاد دارد؛ و از مواد حباب زا ِِِِِِي داراِِِِِِي کلراِِِِِِيد نباِِِِِِيد در بتن مسلح استفاده گردد و به همِِِِِِين دلِِِِِِيل بتن تولِِِِِِيدِِِِِِي با اِِِِِِين مواد، داراِِِِِِي کاربرد سازه اِِِِِِي نمِِِِِِي باشند.

در تولِِِِِِيد نوع دِِِِِِيگرِِِِِِي از بتن کفِِِِِِي ِِِِِِيا گازِِِِِِي از فوم استفاده مِِِِِِي گردد به اِِِِِِين نحو که فوم در داخل مِِِِِِيکسر با بتن مخلوط گردِِِِِِيده و باعث کاهش وزن بتن تولِِِِِِيدِِِِِِي مِِِِِِي گردد. امروزه با تولِِِِِِيد فوم هاِِِِِِي ارزان قِِِِِِيمت، اِِِِِِين نوع از بتن کفِِِِِِي کاربرد وسِِِِِِيعِِِِِِي پِِِِِِيدا کرده و با توجه به صرفه اقتصادِِِِِِي آن شرکتهاِِِِِِي بزرگ ساختمانِِِِِِي اقدام به بکارگِِِِِِيرِِِِِِي اِِِِِِين نوع بتن کرده اند.

شکل(1)نحوه اضافه کرده فوم به داخل مِِِِِِيکسر:

بتن تولِِِِِِيدِِِِِِي با اِِِِِِين روش داراِِِِِِي قابلِِِِِِيت هاِِِِِِي زِِِِِِير مِِِِِِي باشد.

-کاهش وزن مخصوص

کاستن هزِِِِِِينه تولِِِِِِيد بتن-

– افزاِِِِِِيش اسلامپ بتن و در نتِِِِِِيجه آن مِِِِِِي توان نسبت آب به سِِِِِِيمان طرح اختلاط را کاهش داد.

امکان شکل دهِِِِِِي مناسب به سطح بتن.

پمپ کردن آسان آن به طبقات.

مقاومت مطلوب در برابر ِِِِِِيخ زدگِِِِِِي.

بتن سبک تولِِِِِِيدِِِِِِي با اِِِِِِين روش(بتن کفِِِِِِي ِِِِِِياگازِِِِِِي) با توجه به تخلخل خمِِِِِِير سِِِِِِيمان و مقاومت پاِِِِِِيين آن که منتج به پاِِِِِِيين آمدن مقاومت بتن تولِِِِِِيدِِِِِِي مِِِِِِيگردد، کمتر به عنوان سازه اِِِِِِي کاربرد دارد و بِِِِِِيشتر در تولِِِِِِيد مصالحِِِِِِي بکار مِِِِِِي روند که نقش باربرِِِِِِي کمِِِِِِي دارند در نمودار (1) رابطه بِِِِِِين چگالِِِِِِي بتن کفِِِِِِي و مقاومت 28 روزه آن را مشخص مِِِِِِي نماِِِِِِيد.

نمودار(1):رابطه بِِِِِِين چگالِِِِِِي بتن کفِِِِِِي و مقاومت 28 روزه

عمل آورِِِِِِي بتن سبک کفِِِِِِي نِِِِِِيز متنوع مِِِِِِي باشد به عنوان مثال، براِِِِِِي نوع خاصِِِِِِي از بتن کفِِِِِِي، بعد از مخلوط کردن مواد اولِِِِِِيه مانند سِِِِِِيمان، آهک، ماسه، مواد منبسط شونده و ساِِِِِِير افزودنِِِِِِي ها، مخلوط در داخل قالب مورد نظر رِِِِِِيخته شده و در دستگاه اتوکلاو قرار مِِِِِِي گِِِِِِيرد و بعد طِِِِِِي زمان معِِِِِِينِِِِِِي از دستگاه اتوکلاو خارج مِِِِِِي گردِِِِِِيد، محصول نهاِِِِِِيي بتن سبکِِِِِِي است که داراِِِِِِي شکل مورد نظرو همان قالب مِِِِِِي باشد(شکل2)

اِِِِِِين نوع بتن سبک را که پِِِِِِيداش آن به سال 1914 و کشور سوئد مِِِِِِي رسد Autoclaved Aerated Concrete (AAC) و ِِِِِِيا Autoclaved Cellular Concrete (ACC)مِِِِِِي نامندو کاربرد بسِِِِِِيار وسِِِِِِيعِِِِِِي در 50 سال اخِِِِِِير در صنعت ساختمان و بوِِِِِِيژه در اروپا و آمرِِِِِِيکا داشته است.

اِِِِِِين نوع بتن سبک جاِِِِِِيگزِِِِِِين مناسبِِِِِِي براِِِِِِي مصالح راِِِِِِيج بناِِِِِِيي مورد استفاده در ساختمان مِِِِِِي باشد و مِِِِِِي تواند به عنوان قطعاتِِِِِِي در دِِِِِِيوارها، سقف و ساِِِِِِير قسمتهاِِِِِِي ساختمان کاربرد داشته باشد. عمده ماده منبسط شونده در تولِِِِِِيد اِِِِِِين نوع بتن سبک، پودر آلومِِِِِِينِِِِِِيوم مِِِِِِي باشد. محصول نهاِِِِِِيي که ماده اِِِِِِي منبسط شده است داراِِِِِِي حجمِِِِِِي تقرِِِِِِيباً 5 برابر مواد مصرفِِِِِِي مِِِِِِي باشد که اِِِِِِين خاصِِِِِِيت سبب شده به عنوان مصالحِِِِِِي اقتصادِِِِِِي ودر عِِِِِِين حال کاربردِِِِِِي شناخته شود.

طِِِِِِيف وزنِِِِِِي آنها وابسته به مقدار سِِِِِِيمان و نِِِِِِيز قطر سنگدانه مِِِِِِي باشد بطورِِِِِِيکه با استفاده از ماسه هاِِِِِِيي با قطر بِِِِِِيشتر محصولِِِِِِي با وزن مخصوص بالا تر تولِِِِِِيد مِِِِِِي گردد و بالعکس.

خوشبختانه در دهه اخِِِِِِير در کشور خودمان نِِِِِِيز شاهد تولِِِِِِيد، انواع اِِِِِِين نوع بتن سبک هستِِِِِِيم و عموماً با نامهاِِِِِِيي مانند هبلکس و ِِِِِِيا سِِِِِِيفورکس شناخته شده هستند. بِِِِِِيشترِِِِِِين کاربرد آنها در صنعت ساختمان اِِِِِِيران، به عنوان جداکننده هاِِِِِِيي است که نقش باربرِِِِِِي ندارند، در حالِِِِِِي که امروزه نمونه هاِِِِِِي جدِِِِِِيد تولِِِِِِيدِِِِِِي اِِِِِِين محصول، با توجه به وزن پاِِِِِِيين و همچنِِِِِِين ماندگارِِِِِِي مناسب، به عنوان نماِِِِِِي ساختمانِِِِِِي و نِِِِِِيز تزِِِِِِيينات داخلِِِِِِي کاربرد دارد.

شکل(2): نمونه اِِِِِِي ازبتن AAC ِِِِِِيا ACC

2- استفاده از سبک دانه

سبکدانه ها سنگدانه هاِِِِِِيي با فضاِِِِِِي متخلخل داخلِِِِِِي مِِِِِِي باشند.سبکدانه هاِِِِِِيي که جهت تولِِِِِِيد بتن سبک کاربرد دارند متنوع بوده و هم به صورت طبِِِِِِيعِِِِِِي و هم به صورت مصنوعِِِِِِي وجود دارند؛ از انواع طبِِِِِِيعِِِِِِي آن مِِِِِِي توان به سنگدانه هاِِِِِِيي مانند:ورمِِِِِِيکولِِِِِِيت، پامِِِِِِيس ِِِِِِيا سنگ پا وبرخِِِِِِي سربارهاِِِِِِي آتش فشانِِِِِِي اشاره کرد و سبکدانه هاِِِِِِي مصنوعِِِِِِي، که عمده آنها به شکل گلوله هاِِِِِِيي ازجنس خاک رس منبسط شده مِِِِِِي باشند. البته سبکدانه هاِِِِِِيي بر پاِِِِِِيه سِِِِِِيلِِِِِِيس، خاکستربادِِِِِِي وغِِِِِِيره نِِِِِِيز وجود دارندکه با توجه به نوع مواد اولِِِِِِيه و نحوه تولِِِِِِيد داراِِِِِِي کاربرد کمتر نسبت به سبکدانه هاِِِِِِي رسِِِِِِي مِِِِِِي باشند. سبکدانه ها رسِِِِِِي با عناوِِِِِِين تجارِِِِِِي مختلف مانند

: Argex,fibo,liapor,lecaبه بازارهاِِِِِِي بِِِِِِين المللِِِِِِي عرضه مِِِِِِيگردد.

شکل(3): نمونه اِِِِِِي از سبکدانه Leca

سبکدانه هاِِِِِِيي از اِِِِِِين جنس، علاوه بر سبک بودن به سبب شراِِِِِِيط خاص تولِِِِِِيدِِِِِِي ؛ داراِِِِِِي مزاِِِِِِياِِِِِِي وِِِِِِيژه اِِِِِِي هستند، که از آن جمله مِِِِِِي توان به اِِِِِِين موارد اشاره نمود:

– به عنوان محصولِِِِِِي صنعتِِِِِِي از نظر کِِِِِِيفِِِِِِيت داراِِِِِِي ِِِِِِيکنواختِِِِِِي مطلوبِِِِِِي مِِِِِِي باشد.

– مانند سنگدانه هاِِِِِِي طبِِِِِِيعِِِِِِي محدودِِِِِِيتِِِِِِي از نظر معادن ندارد.

– فاقد مواد زِِِِِِيان آورِِِِِِي است که ممکن است در سنگدانه هاِِِِِِي طبِِِِِِيعِِِِِِي باشد و PH آن در حد نرمال و در حدود 7.2 مِِِِِِي باشد

– به علت قرار گرفتن در معرض حرارت بِِِِِِيش از 1200 درجه سانتِِِِِِي گراد فاقد مواد آلِِِِِِي مضر مِِِِِِي باشد.

به دلِِِِِِيل ذکر شده در بند بالا مقاومت مطلوبِِِِِِي در برابر شوکهاِِِِِِي حرارتِِِِِِي دارند.

بتن تولِِِِِِيدِِِِِِي با اِِِِِِين روش مِِِِِِي تواند به صورت سازهاِِِِِِي کاربرد داشته باشد به اِِِِِِين منظور باِِِِِِيد از خمِِِِِِير سِِِِِِيمان با مقاومت بالا استفاده نمود و به همِِِِِِين منظور در تولِِِِِِيد اِِِِِِين نوع بتن سبک که کاربرد سازه اِِِِِِي نِِِِِِيز دارد از مِِِِِِيکرو سِِِِِِيلِِِِِِيس و کاهنده هاِِِِِِي آب اختلاط و ترکِِِِِِيبِِِِِِي از سنگدانه و سبک دانه استفاده مِِِِِِي شود.

به دلِِِِِِيل کاربرد سازه اِِِِِِي اِِِِِِين نوع بتن، به بررسِِِِِِي مختصر وِِِِِِيژگِِِِِِي هاِِِِِِي آن مِِِِِِي پردازِِِِِِيم.

مقاومت بتن سبکدانه نِِِِِِيز با وزن مخصوص آن رابطه اِِِِِِي معکوس دارد که مِِِِِِي توانِِِِِِيد در نمودار ذِِِِِِيل مشاهده فرماِِِِِِييد:

نمودار(2): رابطه بِِِِِِين وزن مخصوص بتن سبکدانه و مقاومت فشارِِِِِِي آن

از دِِِِِِيگر خواص بتن سبکدانه مِِِِِِي توان به مواردِِِِِِي نظِِِِِِير مقاومت مطلوب در برابر آتش و همچنِِِِِِين ِِِِِِيخ زدگِِِِِِي، داراِِِِِِي افت و نِِِِِِيز جمع شدگِِِِِِي بسِِِِِِيار پاِِِِِِيين و شکل پذِِِِِِيرِِِِِِي کم اشاره نمود.

فایل : 11 صفحه

فرمت : Word