خصوصیات بتن سبک

خصوصیات بتن سبک

فهرست محتوا

 

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 و بهتر همدیگر را جذب کنند ساختمان این بتن متخلخل بوده واین 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 می‌گردد. ترکیبات این بتن به گونه ای عمل می کند که حالت ضد رطوبت به خود گرفته و 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 قالبهای طراحی شده توسط متخصصین، بصورت یکپارچه ریخته می شود بدلیل یکپارچگی در نوع ساختمان بتن، قطعه تولیدی از استحکام بالایی برخوردار شده و مقاومت بالایی نیز در زلزله از خود نشان خواهد داد برای تقویت این بتن از یک یا چند لایه شبکه فلزی در داخل بتن استفاده شده که این حالت همانند مسلح 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 بدلیل طراحی کلیه مراحل تولید و وجود نظارت بر تمامی این مراحل ماده تولیدی دارای استاندارد خاصی تعریف شده است. (مهندسی ساز )
خرید مصالح بطور عمده صورت می گیرد و هزینه کمتری برای سازنده در بر خواهد داشت و در نهایت خانه پیش ساخته با قیمت پائین تری عرضه می گردد قطعات تولیدی در کارخانه از آزمایشات کنترل کیفیت گذر کرده و در صورت تائید به بازار مصرف عرضه می گردد بتن سبک مسطح بوده که می توان با یک ماستیک کاری ساده بر روی آن رنگ آمیزی کرد.
بتن سبک یا متخلخل در سال 1924 میلادی توسط یک آرشیتکت سوئدی اختراع گردید. هم اکنون در اروپا بتن سبک تحت نامهای (YTONG) و یا (HEBELEX) عرضه می‌شود. ساخت این محصول با استفاده از تکنولوژی پیشرفته از طریق اختلاط و پخت مواد اولیه: ماسه سیلیسی، آهک، سیمان، پودر آلومینیوم و آب انجام می‌گیرد.

پیشنهاد مرتبط: ترمیم ترک بتن

خواص بتن سبک (هبکلس):


وزن مخصوص: هر متر مکعب حدود 600 کیلو گرم مقاومت فشاری، 30 تا 35 کیلوگرم است که کارکردن با بتن سبک (هبلکس) را بسیار آسان میکند. مثلا براحتی می توان آن را اره نمود یا میخ در آن کوبید و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آب را در آن بوجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می باشد.
با توجه به آئین نامه جدید محاسبه ایمنی ساختمانها در برابر زلزله، بکارگیری مصالح سبک وزن راه حل مناسب و با صرفه در جهت افزایش ایمنی ساختمان می باشد و بلوکهای بتن سبک (هبلکس) تامین کننده این مزیت فنی است. یک متر مکعب بلوک هبلکس حدود 600 کیلوگرم وزن دارد که برابر 866 عدد آجر به وزن 1750 کیلوگرم می‌باشد.

به عبارت دیگر یک عدد بلوک 20*25*50 هبلکس مطابق با 26 عدد آجر است در حالیکه وزن آن برابر وزن 10 عدد آجر بوده و یک کارگر براحتی می تواند آن را حمل نماید و سریعا نیز نصب می گردد. ضمنا ملات مصرفی برابر 25% ملات مورد نیاز برای اجرای همان دیوار با آجر بوده و به درصد سیمان کمتری نیز در ملات نیاز دارد. به عنوان مثال: چنانچه برای اجرای یک دیوار با آجر به یکصد کیلوگرم سیمان نیاز باشد همان دیوار در صورت استفاده از بلوکهای هبکلس 15 کیلوگرم سیمان مصرف می کند. همچنین بارگیری و حمل بلوکهای هبکلس که در قالبهای 15/3 متر مکعبی بسته بندی می شوند با استفاده از جرثقیل فکی و تریلی کفی براحتی و اقتصادی تر انجام می گردد.

پیشنهاد می شود مقاله بتن سنگین چیست را مطالعه نمایید.
مزایای فنی:


سبکی وزن، عایق در برابر حرارت و صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله و آتش سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوکهای هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجر و سفال می باشد.

مزایای اجرائی:

با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوکهای هبلکس در همه ضخامتها، سرعت اجرای هبلکس نسبت به سایر مصالح به 3 برابر بالغ می گردد.


مزایای اقتصادی:


پروژه های ساختمانی با استفاده از بلوک های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری نیاز دارد و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه بدلیل وزن کم دیوارها که موجب کاهش ابعاد سازه می شود. صرفه جوئی قابل ملاحظه ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می گردد.

عایق بودن هبلکس در برابر گرما و سرما، علاوه بر صرفه جوئی چشمگیری در فضاهای تاسیساتی و سطح حرارتی برودتی موجب کاهش قابل ملاحظه در مصرف انرژی لازم برای سرمایش و گرمایش ساختمان در آینده خواهد شد. (خصوصا با توجه به روند افزایش قیمت سوخت ).

به علاوه با توجه به ضوابط اخیر شهرسازی مربوط به اماکن عمومی نظیر هتلها و ادارات مبنی بر جلوگیری از انتشار صدا بین واحدها و اطاق‌ها.


دستورالعمل اجرایی :

1- کادر اجرایی :


کار کردن با هبلکس نیاز به تخصص خاصی ندارد. با توجه به ابعاد و سهولت کار با هبلکس، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر و سفال تا دو الی سه برابر افزایش می یابد.


2- ملات مورد نیاز:


همان ماسه و سیمان می باشد و با توجه به اینکه بلوکهای هبلکس یک نوع بتن سبک می باشد و همگونی کاملی با ملات ماسه سیمان دارد می توان نسبت ترکیب را به پنج یا شش به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود در مواردی که تیغه بندیهای مورد اجرا با آب و رطوبت سرکاری نداشته باشند (مثل دیوار اتاق خواب ، کار ، ... ) می توان از ملات گچ و خاک (به لحاظ صرفه جویی اقتصادی ) نیز استفاده نمود.


3- جذب آب :

با توجه به ابعاد و متخلخل بودن بلوکهای هبلکس، نم و رطوبت توسط این بلوکها منتقل نمی شود
نکته مهم: در عین این که بلوکها نم و رطوبت را منتقل نمی کنند ولی در سطح بلوک آب بیشتری را نسبت به مصالح مشابه جذب می کند. لذا در زمان استفاده از این بلوکها باید نکات زیر را رعایت نمود:

اول: قبل از اجرا بلوکها باید کاملا خیس شوند.
دوم: ملات مصرفی را نیز باید با رقت بیشتری تهیه نمود.
سوم: بعد از اجرا در صورت امکان به دیوارها آب داده شود.


4- اندود گچ و خاک:

با توجه به سطح صاف و صیقلی هبلکس نسبت به سایر مصالح ) در صورت اجرای صحیح دیوارها به اندودی بیش از 1 الی 2 سانتیمتر نیاز نخواهد بود (یعنی در هر طرف نیم الی یک سانت ).
بشر برای تبادل حرارتی و رطوبتی با محیط خود و به منظور نگهداری خود در برابر شرائط اقلیمی ابتدا از پوشش یا لباس استفاده کرد خصوصیات انواع لباس از نظر فرم و نوع جنس بیانگر و نشان‌دهنده شرایط اقلیمی متفاوت محیط است. پس از پوشش بدن انسان در اندیشه احداث فضاهای مناسب برای انجام کارهای مختلف بر آمد لذا با امکانات و شرایط موجود اقدام به ساختن بناهای مورد نیاز کرد.
تا چند دهه قبل مصالحی که انسان برای ساختمان سازی در اختیار داشت از تعداد انگشتان دست بیشتر نبود وساختمان‌ها با رعایت شرایط آب و هوا و موقعیت جغرافیایی و مصالح موجود در منطقه ساخته می شوند. در ایران خاک رس دست‌مایه اولیه مصالح ساختمانی بوده است. از شمال ایران تا حاشیه کویر و کرانه خلیج فارس همراه با مصالح دیگر مانند سنگ، چوب، گچ و آهک مصالح محدودی بودند که با آنها ساختمان بنا می شد. اما در تمام دوران و سالها معماران سعی می کردند که فضای مورد نیاز انسان را به طریقی بسازند که ضمن تامین نیازهای فیزیکی از نظر نیز متعادل و آرام بخش باشد.

پیشنهاد می شود مقاله دیوار پیش ساخته چیست را مطالعه فرمایید.

در جهان امروز بیش از 90% مصالحی که عرضه می شوند در چند دهه اخیر شناخته و تهیه شده اند. هرکدام از این مصالح به تنهایی دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه ای هستند که برای اهداف معینی فراهم شده اند. هر کدام از این مصالح به تنهایی دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه ای هستند که برای اهداف معینی فراهم شده اند. مصالح جدید برخوردار از تکنیک پیشرفته تهیه و عرضه به مراتب ارزانتر از مصالح سنتی در دسترس قرار می گیرند و از مقاومت فیزیکی بیشتری نیز برخوردارند. از نظر تنوع و زیبایی نیز این مصالح از مصالح محدود سنتی بیشتر جلب توجه می نمایند. لذا استفاده از آنها در ساختمان موجب بهبود رفاه نسبی انسانها و دوام بیشتر ساختمانها می شود یکی از نکات بسیار ضروری در امر ساختمان مدرن دنیا، کاهش وزن ساختمان است. این موضوع مسائل اقتصادی بسیاری را شامل می شود که کاهش قیمت مواد اصلی و کاهش هزینه حمل و نقل مصالح از محل تولید تا محل ساختمان از جمله آنهاست.

بتن سبک یا بتن متخلخل اولین بار در سال (1924) میلادی بوسیله آرشیتکت سوئدی اختراع شد. این محصول هم اکنون در اروپا با نامهای ایتونگ و یا هبل عرضه می شود و بعلت سبکی و استحکام، دارای مقاومت بالا در برابر زلزله است.
در موقعیت کنونی بتن سبک یا هبلکس بهترین ماده برای ساخت ساختمانهای کوچک و بزرگ مسکونی، خدماتی، صنعتی و کشاورزی به ویژه در مناطق زلزله خیز می باشد.
هبلکس مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و پودر آلومینیوم درحرارت 200 درجه سانتی گراد و فشار 12 اتمسفر در اتوکلاوها پخته و به قطعات مورد نیاز ساختمانی بریده می‌شود.
سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک برای ساخت هبکلس از معادن داخل کشور تهیه می شود و آهک نیز بصورت فرآوری شده و پخته شده به داخل کارخانه حمل می گردد.

در خط تولید بتن سبک یا هبلکس 3 سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از:
1- سیلوی سیلیس
2- سیلوی آهک
3- سیلوی سیمان
که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آنها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می شوند.

در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب در آسیاب شماره (1) بصورت دوغاب یا گل در آورده می شود و در آسیاب شماره (2) مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد :

آسیاب شماره (1) یا آسیاب مواد تر
آسیاب شماره (2) یا مواد خشک
که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می شوند.
پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند به دقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می شوند. در این بخش 3 نوع مواد اولیه وجود دارد که توزین نهایی مواد در آنها انجام می شود. هر 3 نوع مواد شامل آهک، سیمان و سیلیس در این بخش توزین شده و وارد آسیاب های خشک و تر می شوند مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالبهایی که هر کدام تقریبا 3 متر معکب گنجایش دارند ریخته می‌شوند.

مطلب مرتبط: انواع فونداسیون

مخلوط متناسب از سیلیس، آهک، سیمان و آب که با شیوه ای هماهنگ در میکسرها عمل آوری شده است نیمی از حجم قالبها را پر می کند. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالبهای مورد نظر در می آیند این زمان حدود 5/3ساعت به درازا می کشد. اینک زمان آن رسیده است تا قالبهای تولیدی را به خط ریخته گری انتقال دهند. این قالبها بوسیله شیفتر به خط ریخته گری کارخانه برده می شوند تا این مرحله از کار انجام شود. قالبهای تولیدی را با مازوت اندود می کنند تا در مرحله ریخته گری چسبندگی ایجاد نشود.

بدلیل فعل و انفعالات شیمیایی در مرحله قالب ریزی، مواد اولیه حرارتی حدود 70 درجه سانتی گراد تولید می کنند.
میزان حرارت موجود و آمادگی قالبها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه گیری می شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود.
بعلت تغییراتی که می تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش های شیمیایی روی آنها انجام می شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالبها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می گیرند.
در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالبها برداشته می شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالبها نمایان شود در این قسمت دیوارهای جانبی قالبها جدا شده و از واگنها جدا می شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالبها، ابتدا برشهای عرضی به قالبها داده می شود و آنگاه با دستگاههای پیشرفته برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان کارخانه برشهای طولی قالبها انجام خواهد شد. اندازه برشهای طولی و عرضی قالبها بسته به تقاضای مصرف کنندگان و بازار مصرف آن دارد که به وسیله متخصصان کارخانه عمران بتن قابل تنظیم خواهد بود.

پس از مرحله برش، قالبها بر روی واگنهای مخصوصی قرار می گیرند و تا به بخش بلوکی که مرحله پخت قالب‌هاست انتقال یابد.
قالبهای هبلکس در مرحله پخت وارد اتو کلاوها می شوند و به مدت 5/13ساعت در حرارت 200 درجه سانتی گراد و با فشار 12 اتمسفر پخته و عمل آوری می شوند.
اکنون قالبها با گذشت 5/13 ساعت در اتوکلاوها و پخت کامل به بخش بار انداز محصولات آماده تحویل انتقال می یابند تا به تدریج به بازار مصرف عرضه شود.
همانگونه که پیش تر گفته شد آنچه که مشخص بارز و شاخص هبلکس یا بتن سبک می باشد، استحکام لازم، کاربرد سریع در ساختمان سازی، سبک و شکل پذیر بودن، عایق بودن در مقابل سرما، گرما و صدا، صرفه جویی در ملات مصرفی و در نهایت ارزان بودن آن در برابر سایر مصالح ساختمانی است و در یک کلام می توان نتیجه گرفت که استفاده از بلوکهای ساختمانی هبلکس وزنی سبک تر، سرعتی بیشتر، مصالحی کمتر و دیگر مسائل مهندسی را بوجود می آورد. در هبلکس به لحاظ داشتن تخلخل عمل تبخیر به آسانی انجام می شود. با توجه به آئین نامه جدید محاسباتی و ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله تنها راه حل صرفه جویی در مقابل کاربرد مصالح و افزایش ایمنی به کارگیری مصالح سبک وزن می باشد که بنای سبک یا هبلکس شاخص این مزایاست.
یک متر مکعب هبلکس6000 کیلوگرم وزن دارد که برابر با 1000 عدد آجر معمولی به وزن 2 تن است.

روش‌های افزایش مقاومت بتن سبک :


کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است برای بدست آوردن بتن سبک با مقاومت زیاد روش‌های زیادی مورد توجه قرار گرفته است.
نکته: عامل موثر و مشترک در کلیه این پژوهش‌ها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد. در جهت افزایش مقاومت بتن سبک و بهبود دیگر خواص آن با استفاده ازسبکدانه های سیلیسی منبسط شده، مقاومت بتن سبک تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است که این رابطه به صورت ذیل ارائه گردید.

fa + (vm) fm = fc (vm))
fc = مقاومت بتن
fa = مقاومت سبکدانه
fm = مقاومت ملات
vm = حجم نسبی ملات
بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات مقاومت بتن سبک را افزایش داد.

 

روش های تولید بتن سبک

معمولا از روش های مختلفی برای تولید بتن سبک استفاده می‌شود که در زیر آورده شده اند:

  1. روش اول: از مصالح متخلخل سبک با وزن مخصوص ظاهری کم بجای سنگدانه معمولی که تقریبا دارای چگالی 6/2 می باشد استفاده می کنند .
  2. روش دوم: بتن سبک تولید شده در این روش بر اساس ایجاد منافذ متعدد در داخل بتن یا ملات می باشد که این منافذ باید به وضوح از منافذ بسیار ریز بتن با حباب هوا متمایز باشد که بنام بتن اسفنجی ، بتن منفذ دار و یا بتن گازی یا بتن هوادار می شناسند .
  3. روش سوم: در این روش تولید، سنگدانه های ریز از مخلوط بتن حذف می شوند . بطوریکه منافذ متعددی بین ذرات بوجود می آید و عموما از سنگدانه های درشت با وزن معمولی استفاده می شود. این نوع بتن را بتن بدون سنگدانه ریز می نامند.

نکته1: در هر حالتی که بتن تولید شود در صورتی که به واسطه وجود منافذ در آن، یا در مصالح، یا در ملات و یا در فضای بین ذرات درشت سبب کاهش مقاومت بتن می‌شود.


طبقه بندی بتن سبک:

  • بتن سبک باربر ساختمان
  • بتن مصرفی در دیوارهای غیر باربر
  • بتن عایق حرارتی

نکته1: طبقه بندی بتن سبک باربر طبق حداقل مقاومت فشاری انجام می گیرد .

مثال : طبق استاندارد 77 ASTM C --330- در بتن سبک مقاومت فشاری بر مبنای نمونه های استوانه ای استاندارد باز شده پس از 28 روز نباید کمتر از Mpa17 باشد . و وزن مخصوص آن نباید از 1850کیلوگرم بر متر مکعب تجاوز نماید که معمولا بین 1400 و 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است.

نکته2: بتن مخصوص عایق کاری معمولا دارای وزن مخصوص کمتر از 800کیلوگرم بر متر مکعب و مقاومت بین7/0 و 7 Mpa می باشد .

پیشنهاد می شود مقاله کالورت بتنی را مطالعه فرمایید.


انواع سبک دانه های بتن سبک :
الف- سبک دانه های طبیعی :
مانند دیاتومه ها ، سنگ پا ، پوکه سنگ ، خاکستر ، توف که بجز دیاتومه ها بقیه آنها منشا آتشفشانی دارند .
نکته1: این نوع سبک دانه ها معمولا بدلیل این که فقط در بعضی از جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند، معمولا از ایتالیا و آلمان اینگونه مصالح صادر می‌شود .
نکته2: از انواعی پوکه معدنی سنگی که ساختمان داخلی آن ضعیف نباشد. بتن رضایت بخشی با وزن مخصوص 700 تا 1700 کیلوگرم بر متر مکعب تولید می شود که خاصیت عایق بودن آن خوب می باشد اما جذب آب و جمع شدگی آن زیاد است. سنگ پا نیز دارای ویژگی های مشابه است.

ب- سبک دانه های مصنوعی
این سبک دانه ها به چهار گروه تقسیم می شوند:

گروه اول: که با حرارت دادن و منبسط شدن خاک رس ، سنگ رسی ، سنگ لوح ، سنگ رسی دیاتومه ای ، پرلیت ، اسیدین ، ورمیکولیت بدست می آیند.
گروه دوم: از سرد نمودن و منبسط شدن دوباره کوره آهن گدازی به طریقی مخصوص بدست می آید.
گروه سوم: جوشهای صنعتی (سبکدانه های کلینکری ) می باشند.
گروه چهارم: مخلوطی از خاک رس با زباله خانگی و لجن فاضلاب پردازش شده را می توان به صورت گندوله در آورد تا با پختن در کوره تبدیل به سبک دانه شود ولی این روش هنوز به صورت تولید منظم در نیامده است.

همه نظرات

ارسال نظرات