در باب اهمیت بتن سبک و انواع آن و کاربردش در صنعت ساختمان و راه و ترابری توصیه می‌کنیم که این مقاله را تا انتها مطالعه بفرمایید. در دنیای ساخت ساز امروزه به دلیل بزرگ‌تر شدن ابعاد و حجم سازه‌ها وزن ساختمان‌ها نیز افزایش پیدا کرده است. افزایش وزن سازه‌ها باعث شده است که در هنگام زلزله فشار زیادی به ساختمان وارده شده و احتمال و میزان تخریب افزایش پیدا کند. همچنین سنگینی وزن سازه باعث افزایش فشار بر خاک شده و باعث گسیخته شدن خاک بستر خواهد شد. مهندسان برای حل این معضل و برای کاهش وزن ساختمان به فکر راهکارهای نوین هستند و این نوع از بتن‌ها یکی از کاربردی‌ترین جواب‌هایی هست که مهندسان به آن رسیده‌اند.

تاریخچه استفاده از بتن سبک برای اولین بار روم باستان و در دوره معاصر به جنگ جهانی اول بازمی‌گردد. در این زمان به دلیل کمیاب بودن فولاد در صنایع کشتی‌سازی از بتن‌هایی استفاده شد که سبک بودند. در دهه ۲۰ و ۳۰ میلادی در امریکا ساختمان‌هایی با استفاده از این نوع جدید از مصالح احداث شدند اما از دهه ۵۰ به بعد بود که در اروپا و آمریکای شمالی استفاده از این نوع از مصالح در پل‌سازی و ساختمان‌سازی رشد پیدا کرد. در زمان حال هم مرتفع‌ترین برج جهان‌ (برج خلیفه شهر دبی) نیز با استفاده از این بتن احداث شده است.

ساختار و انواع بتن

ساختار بتن تشکیل‌شده از سیمان، آب ماسه و شن است و انواع بتن هم شامل بتن معمولی، بتن سبک و بتن سنگین است. تفاوت این بتن‌ها در مقدار دانسیته (چگالی) آن‌ها است. دسته‌بندی دیگر بتن‌ها نیز با توجه به مقاومت یا کاربرد آن‌ها است که شامل این موارد است. بتن سبک سازه‌ای، بتن سبک غیر سازه‌ای و بتن سبک با مقاومت متوسط.

بتن سبک غیر سازه‌ای

بتن سبک غیر سازه‌ای عموماً به‌عنوان جداساز در دیوارها و عایق صوتی در سقف و کف ساختمان استفاده می‌شود. استفاده از نوع از بتن غیر سازه‌ای باعث کاهش هزینه‌های گرمایی و سرمایی ساختمان شده و همچنین باعث می‌شود که ساختمان عایق صوت باشد. سنگ‌دانه‌های پرلیت و ورمیکولیت اجزای تشکیل دهنده غالب بتن‌های سبک غیر سازه‌ای هستند. بتن سبک غیر سازه‌ای به دو دسته بتن سبک‌دانه و بتن اسفنجی تقسیم می‌شود.

بتن سبک با مقاومت متوسط

این نوع از بتن مابین بتن سبک غیر سازه‌ای و بتن سازه‌ای قرار می‌گیرد. میزان دانسیته این نوع از بتن با اضافه کردن سنگ‌دانه‌های طبیعی و مصنوعی کاهش پیدا می‌کند. بتن سبک با مقاومت متوسط عموماً در بلوک‌های بتنی، کف سازی و موارد این چنینی کاربرد دارد.

بتن سبک سازه‌ای

ساخت این نوع از بتن صرفاً با سنگ‌دانه‌های سبک و مقاوم امکان‌پذیر است. بتن سبک‌دانه و بتن سبک سازه‌ای عموماً در یک معنا به کار می‌روند. مقاوم‌ترین بتن سبک‌دانه عموماً متشکل از رس، شیل و اسلیت منبسط شده، است که در فرآیند کوره دوار فرآوری‌شده باشد.

بتن سبک‌دانه متشکل از مصالح سبکِ متخلخل است که وزن مخصوص کمی دارند. میزان سیمان مصرفی در ساخت بتن سبک‌دانه از میزان سیمان مورد استفاده در بتن با سنگ‌دانه‌های معمولی بیشتر است. این افزایش میزان سیمان به این دلیل است که مقدار مقاومت بتن سبک‌دانه با بتن معمولی برابر شود.

خواص بتنی که با سنگ‌دانه‌های سبک ساخته شده است تحت تاثیر مقدار سیمان، دانه‌بندی، نسبت آب و سیمان، درجه تراکم و استفاده از مواد افزودنی، سنجیده می‌شود. در ضمن خصوصیاتی از بتن که باید مورد سنجش قرار بگیرند شامل جمع‌شدگی ناشی از انقباض و تغییر شکل‌های حاصل از حرکت رطوبت و کارایی بتن هستند. این بتن از نظر شیوه تولید نیز دسته‌بندی‌های متفاوتی دارد که شامل بتن سبک‌دانه، بتن اسفنجی و بتن اسفنجی بدون ریزدانه است.

مواد سبک‌دانه استفاده شده در ساخت بتن سبک‌دانه به چهار دسته طبیعی، مصنوعی، سبک‌دانه سازه‌ای و سبک‌دانه غیر دانه‌ای تقسیم می‌شوند. بدیهی است که عمده بتن‌های سبکی که در سازه‌ها استفاده می‌شوند، از دسته بتن‌های سبک‌دانه سازه‌ای هستند. بتن سازه‌ای سبک عمدتاً متشکل از سنگ‌دانه‌هایی از جنس رس، سنگ لوح منبسط شده، سنگ رس، خاکستر بادی و سنگ‌دانه‌های متخلخل سبکی که حاصل از آتش‌فشان هستند. گاهی برای افزایش مقاومت این بتن‌ها مقداری ماسه به آن اضافه می‌کنند. افزودن ماسه باعث می‌شود که میزان جذب آب بتن سبک کاهش و مقاومت آن افزایش پیدا کند.

بتن‌هایی که سنگ‌دانه‌های سبک دارند از نظر ویژگی‌های فیزیکی و موارد مصرف به سه گروه مختلف دسته‌بندی می‌شوند بتن عایق کننده، بتن سازه‌ای و بتن سازه‌ای – عایق کننده.

بتن سبک با مقاومت زیاد

این نوع بتن دارای خواص زیر است: مواد تشکیل‌دهنده سازه‌ای بتن سبک شکل‌پذیر هستند. مقاومت بیشتر بتن با مقاومت زیاد در برابر خستگی تیرهای مسلح سنجش می‌شود.

مزایای استفاده از بتن سبک

در ساختمان‌های مرتفع استفاده از بتن سبک به جای بتن معمولی باعث می‌شود حجم کمتری از ساختمان اشغال شود و همچنین وزن زیاد بتن در طبقات مختلف که به بار مرده معروف است، کاهش پیدا کند. حجم زیادی که بتن معمولی دارد علاوه بر این‌که سطح زیادی از طبقات را اشغال می‌کند از لحاظ اقتصادی هم مقرون‌به‌صرفه نیست. همچنین از منظر معماری هم مشکلاتی را ایجاد می‌کند.

با استفاده از بتن‌های سبک به جای بتن معمولی می‌توان بار مرده و میزان نیروی زلزله را نیز کاهش داد و به این ترتیب تنش مجاز در سطح ساختمان را نیز افزایش داد. همچنین استفاده از بتن سبک در سازه‌های دریایی نیز بسیار مرسوم و مفید است. مبلغ صرف شده برای این نوع از بتن گران‌تر از بتن معمولی است. ولی در نهایت با توجه به کاهش بار مرده، عایق‌بندی حرارتی، مقاومت در برابر آتش‌سوزی و یخ‌زدگی که با استفاده از بتن سبک حاصل می‌شود، باعث می‌شود که استفاده از این نوع از بتن مقرون به‌صرفه‌تر باشد.

بتن اسفنجی بدون ریزدانه

هنگام تهیه این نوع از بتن سنگ‌دانه‌های ریز را از مخلوط بتن خارج می‌کنند. با این کار مخلوط سیمانِ به دست آمده دارای منافذ زیادی خواهد بود. این بتن ماسه ندارد و سنگ‌دانه‌های درشت آن با خمیر سیمان به هم متصل شده‌اند. همچنین در ساخت این بتن اسفنجی از مقدار کمی آب استفاده می‌شود که همین عامل باعث شده است که در حدود یک ساعت پس از ساخت، آب موجود در بتن به طور کامل تخلیه شود. بتن اسفنجی در فرآیند ساخت با استفاده از کف حالت اسفنجی به خود می‌گیرد.

نصب کردن بتن اسفنجی بدون ریزدانه

مخلوط کردن بتن، جاگذاری بتن، تراکم و فشرده‌سازی و عمل‌آوری بتن فرآیند‌های ساخت و نصب بتن اسفنجی است. باید در نظر داشت که این نوع از بتن در کارخانه تولید نمی‌شود و فرآیند به وجود آوردن، قرار دادن و به عمل آوردن بتن اسفنجی در محل انجام می‌شود. هنگام ایجاد کردن این بتن مقداری خاک برای زیرسازی و نفوذپذیری در لایه‌های زیرین، با آن مخلوط می‌کنند. بتن اسفنجی بتنی است که درصورتی‌که آب هم در داخل آن یخ بزند هم دچار مشکل نمی‌شود؛ و طبق آزمایش‌های انجام شده این نوع از بتن در مناطقی با آب‌وهوای سرد تا ۱۵ سال مقاومت دارد.

مواد افزودنی با خواص سیمانی که در تهیه بتن اسفنجی کاربرد دارند شامل رقیق‌کننده‌های سیمان، بخار سیلیس، خاکستر بادی و پوزلان طبیعی هستند. این افزودنی‌های باعث افزایش مقاومت، تخلخل، نفوذ‌پذیری و تسریع زمان گیرش بتن می‌شوند.

بخار سیلیس و خاکستر بادی به طور مجزا عامل افزایش دوام بتن هستند. این افزودنی‌ها نفوذپذیری و شکاف (ترک‌خوردگی) بتن را کاهش می‌دهند. اگر ۵ تا ۱۲ درصد بخار سیلیس را به جای سیمان در بتن اسفنجی استفاده کنیم می‌توان بتن اسفنجی مناسب برای استفاده در ارتفاعات بالای سازه‌ها را تهیه کرد.

خاکستر بادی دیگر افزودنی‌ای است که می‌توان آن را در تهیه بتن اسفنجی جایگزین سیمان کرد. این خاکستر محصول انبارهای زغال‌سنگ سوزان در نیروگاه‌های برق است. درصد استفاده از خاکستر بادی به جای سیما بین ۵ تا ۶۵ درصد است.

موارد کاربرد بتن اسفنجی

در زهکشی ‌آب‌های سطحی از بتن اسفنجی استفاده می‌شود. اگر در معابر و خیابان‌ها از بتن اسفنجی استفاده شود باعث خواهد شد که از جمع شدن آب در معابر جلوگیری کند؛ و با توجه به کشش آبی که دارد باعث پر شدن مخازن آب‌های زیرزمینی می‌شود. برای زیرسازی چمن‌های زمین فوتبال نیز از بتن اسفنجی می‌توان استفاده کرد. در مناطق خیلی سرد هم با استفاده از بتن اسفنجی می‌توان از جمع شدن آب در معابر و یخ زدن آن جلوگیری کرد.

سبک‌سازی بتن

در گروه بتن‌های اسفنجی سبک‌سازی را با اضافه کردن پودر آلومینیوم و ایجاد واکنش‌های آن ‌که منجر به تولید گاز می‌شود، انجام می‌دهند.

سبک‌سازی با کف

در این روش با اضافه کردن مقداری کف به مخلوط بتن، در بتن حباب هوا ایجاد می‌شود و این کار باعث سبک شدن بتن می‌شود. در دو روش ذکر شده، حباب‌های گاز و هوا باید پایدار باشند و به‌صورت یکنواخت در سطح بتن توزیع شوند. این پایداری و توزیع یکنواخت باعث کیفیت نهایی بتن حاصله می‌شود. بتن سبک گازی به «بتن هوادار اتوکلاو شده» یا هبلکس معروف است. ایتونگ، هبل و سیپورکس از دیگر نام‌های بتن گازی سبک است.

مواد و اجزای تشکیل دهند بتن گازی سبک شامل آب، آهک، سیمان پرتلند تیپ دو، مصالحی با پایه سیلیس یا ماسه بادی و مواد گازساز مثل پودر آلومینیوم هستند. فرآیند تولید آن نیز به این شکل است که مواد تشکیل‌دهنده را ترکیب کرده و سپس آن را درون یک غالب ریخته و تا پف کرده و بالا بیاید.

در صورتی که از مطالعه این مطلب راضی بوده‌اید می‌توانید مقاله صنعتی سازی ساختمان را نیز مورد مطالعه قرار بدهید.