بتن اسفنجی
بتن اسفنجی به انگلیسی (aerated concrete) نوعی بتن با تخلخل زیاد می باشد که آب به راحتی داخل آن نفوذ می کند.
بتن متخلخل نوعی بتن سبک می باشد زیرا شن و ماسه ریز و اجزای ریزدانه از بافت آن حذف می شود. برای تهیه بتن متخلخل از شن، سیمان، آب و گاها مقدار کمی ماسه استفاده می شود.
بتن متخلخل بتنی غیر سازه ای است اما در برخی موارد قابلیت سازه ای شدن و مسلح شدن را نیز دارد. بتن اسفنجی به صورت درجا یا بلوک های پیش ساخته مورد استفاده قرار می گیرد. برای استفاده درجا از بتن سبک باید با استفاده از قالب بتن، محدوده مورد نظر را قالب بندی کرد؛ سپس بتن ریزی را مطابق اصول صحیح انجام داد. بتن پوک دارای دانه هایی بهم پیوسته جهت عبور آب می باشد. در مواردی که به عنوان سنگ فرش استفاده می شود باعث کاهش رواناب می شود و دوام بالاتر از آسفالت سنتی دارد. همچنین این بتن مقاومت بالایی در برابر یخ زدگی آب دارد.
در تهیه ی بتن پوک آب کمتری نسبت به سایر بتن ها استفاده می شود بنابراین آب آن به سرعت و در کمتر از یک ساعت تبخیر خواهد شد. همچنین ۱۵ تا ۲۵ درصد بتن متخلخل را فضای خالی تشکیل داده است. اندازه حفره ها به اندازه سنگدانه ها و نسبت ترکیب آب و مواد معدنی بستگی دارد اما در حالت کلی ابعاد حفره ها ۲ تا ۸ میلی متر می باشد.
مواد افزودنی
مواد افزودنی در عملکرد بتن مانند زمان گیرش، تخلخل، مقاومت بتن، نفوذ پذیری و… تاثیرگذار است. در واقع با افزودنی ها می توان عماکرد بتن را بهبود بخشید. در بتن اسفنجی از افزودنی های روان کننده، افزودنی های خاکستر بادی و پوزولان طبیعی و افزودنی های روباره و سیلیس استفاده می شود.
خاکستر بادی
خاکستر بادی محصول فرعی انبار ذغال سنگ سوزان در نیروگاه برق است که در بتن اسفنجی می توان به میزان ۶ تا ۶۵ درصد آن را استفاده کرد.
گاز سیلیس
محصول جانبی از تولید سیلیکون با دانه های ریز و کروی شکل می باشد. این افزودنی مقاومت بتن را تا حد بسیار زیادی افزایش می دهد و می توان از ۵ تا ۱۲ درصد به جای سیمان از آن استفاده کرد.
روباره
محصول فرعی زباله در صنعت فولاد می باشد که سهم زیادی در افزایش مقاومت بتن دارد و می توان از ۲۰ تا ۷۰ درصد به جای سیمان از روباره استفاده کرد.
انواع بتن اسفنجی
بتن اسفنجی بر اساس نحوه ی فرایند تولید به دو دسته ی بتن اسفنجی کفی و بتن اسفنجی گازی تقسیم می شوند.
بتن اسفنجی کفی (foam concrete)
بتن کفی که به آن بلوک CLC نیز می گویند، از ادغام کف در خمیر سیمان یا ملات تشکیل می شود و با نام فوم بتن نیز شناخته می شود. بتن کفی از سیمان، شن، ماسه یا خاکستر بادی، آب و کف تشکیل می شود و حداقل ۲۰ درصد این بتن کف می باشد. برای تهیه فوم بتن می توان از سیلیس و خاکستر بادی استفاده کرد تا مقاومت و تخلخل را افزایش داد. همچنین بتن کفی نسبت به بتن گازی وزن سبک تری دارد و برای پر کردن حفاری ها، لایه ی میانی ساندویچ پانل و عایق حرارتی به کار می رود. بتن کفی نفوذ پذیری زیادی دارد و به خوبی آب را از خود عبور می دهد؛ بنابراین برای روسازی جاده مناسب است.
بتن اسفنجی گازی (Autoclaved Aerated Concrete)
بتن اسفنجی گازی (AAC) که بلوک سبک بتنی هوادار اتوکلاو شده یا بتن هوادار اتوکلاوی نامیده می شود از سیمان، ماسه، آب، آهک و آلومینیوم تشکیل می شود. آلومینیوم عامل انبساط بتن می باشد و استفاده از آن باعث می شود خمیر بتن بالا بیاید. بتن گازی حدود ۸۰ درصد هوا می باشد و بسیار سبک است. بتن اتوکلاو شده برای ساخت دیوارهای جداکننده و سازه های سبک به صورت بلوک و مصالحی مورد استفاده قرار میگیرد.
مزایا بتن متخلخل
- تغذیه آب زیرزمینی و پرشدن آب های زیرزمینی
- جلوگیری از آب گرفتگی و سیلاب در معابر و مکان ها
- جلوگیری از آلوده شدن آب باران
- وزن کم نسبت به بتن های دیگر
- دارای خاصیت عایق حرارتی
- قابلیت جذب صوت
- استفاده از زباله های صنعتی به عنوان مواد اولیه
- کاهش هزینه تولید و قیمت تمام شده پایین
- سازگار با محیط زیست
- قابلیت استفاده مجدد به دلیل استفاده از ملات آهک در ترکیب آن
- صرفه جویی ۲۵ درصدی انرژی در پروسه تولید
- سهولت در حمل و نقل
- کارایی بالا
- کاهش هزینه های مربوط به ساخت تهیزلت و مهار رواناب
- دوام بالا
- مقاوم در برابر آتش
معایب
- امکان استفاده در مناطقی که نیاز به مصالح مقاوم و غیرقابل نفوذ است وجود ندارد.
- مقاومت مکانیکی پایین
- مقاومت فشاری پایین
- استفاده از مواد تجدید ناپذیر در پروسه تولید
- آسیب پذیری بالا
- ایجاد کربن به دلیل وجود آلومینیم در بتن
کاربردهای بتن اسفنجی
- از کاربردهای غیرسازه ای و سازه ای بتن متخلخل می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- ساخت پانل های جداکننده
- کف سازی
- شیب بندی
- تولید عایق های صوتی و حرارتی
- زیرسازی چمن استادیوم فوتبال و روسازی کف گلخانه ها و…
- ساخت لایه زهکش در پیاده رو ها
- ساخت قطعات ساختمانی
- ساخت انواع بلوک ها و قطعات پیش ساخته مسلح
- ساخت خانه یا هر سازه دیگر به خصوص در مناطق سردسیر که امکان یخ زدگی آب وجود دارد
- ساخت سازه های ساحلی و دریایی
مشخصات فنی بتن اسفنجی
از مشخصه های بتن پوک می توان به موارد زیر اشاره کرد.
اسلامپ بتن متخلخل
اسلامپ بتن که در واقع میزان روانی (شل بودن) پیش از گیرش است برای بتن اسفنجی ۲۰ میلیمتر است. در واقع بتن متخلخل دارای اسلامپ پایین است و به آن بتن با اسلامپ صفر نیز می گویند.
چگالی
به دلیل وجود فضای خالی زیادی که در بتن پوک وجود دارد، جرم حجمی بتن اسفنجی بسیار پایین است و مقدار عددی آن زیر ۲۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد و تا ۳۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می تواند کاهش یابد.
زمان گیرش
زمان گیرش نهایی بتن متخلخل ۱ ساعت می باشد.
تخلخل
درصد تخلخل (نسبت حجم فضای توخالی به حجم کل) در بتن اسفنجی ۱۵ تا ۲۵ درصد می باشد و بنا به ضرورت می تواند تا ۳۵ درصد افزایش یابد.
نفوذپذیری بتن اسفنجی
نفوذپذیری بتن متخلخل به اندازه و یکنواختی دانه ها بستگی دارد. مطابق آزمایش نفوذپذیری با بار ثابت که در ظرف آزمایش پلکسی گلاس با ابعاد ۱۶۰*۱۶۰ میلی متر و ارتفاع ۵۰۰ میلی متر انجام شده، نفوذ پذیری بتن متخلخل ۲ تا ۶ میلی متر بر ثانیه بدست آمده است.
مقاومت فشاری
توانایی بتن در تحمل بارهای وارده به عوامل زیادی همچون رطوبت، تراکم، ابعاد ذرات، شرایط آزمایش و… بستگی دارد. مقاومت فشاری بتن متخلخل از ۳.۵ مگاپاسکال تا ۲۸ مگاپاسکال متفاوت است.
مقاومت خمشی
مقاومت خمشی که یکی از معیارهای مقاومت کششی است برای بتن اسفنجی ۱ تا ۳.۸ مگاپاسکال می باشد.
افت بتن
کاهش حجم بتن با از دست رفتن آب را جمع شدگی بتن ناشی از خشک شدن یا افت بتن می گویند. جمع شدگی بتن اسفنجی کمتر از بتن معمولی می باشد و حداکثر مقدار مجاز جمع شدگی بلوک های بتنی هوادار اتوکلاو شده مطابق مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان (جدول ۵-۷-۲۰) ۰.۰۲ درصد می باشد.
طرح اختلاط
فرایندی برای پیداکردن مناسب ترین نسبت ها بین آب و سیمان، سنگدانه ریز و سنگدانه درشت می باشد. برای بتن اسفنجی نسبت حجمی آب به سیمان: ۰.۲۷ تا ۰.۳ و نسبت جرمی سنگدانه به سیمان ۴تا۴.۵ به ۱ می باشد.
