مقاله بسیار جامع بتن و انواع آن

[sunyboy]

بتن

سنگ روان در خدمت معماری نوین

بتن که میزان تولید آن بالغ بر 8/3 بیلیون مترمکعب در سال تخمین زده می شود، به علت دارا بودن خواص و ویژگی های ممتاز و نیز در دسترس بودن مصالح آن، پس از آب، پرمصرف ترین ماده روی زمین به شمار می رود. بتن در همه جا موجود است و در یکصد سال اخیر، استفاده از آن در ساخت بناهای مسکونی و اداری، پیاده روها، راه ها و جاده ها و نیز انواع مختلف ساختمان های فنی عملکردی از قبیل کارخانه ها، پارکینگ ها، متروها، فرودگاه ها، پل ها، سدها، سیلوها، سازه های دریایی، رآکتورهای اتمی و سازه های مقاوم در برابر انفجارات و زلزله، مقبولیتی همگانی پیدا کرده است.

چنانچه از عنوان این نوشتار برمی آید، بتن یک ماده متناقض است. بتن با اینکه تداعی کننده مفهوم سختی است، لیکن در ابتدای فرآیند اختلاط مواد تشکیل دهنده اش، نرم و روان است؛ اگرچه بتن، بر اساس تعریفی که از آن سراغ داریم، یک ماده پیوندی و چندرگه است که از اختلاط سیمان، آب، ماسه و مصالح دانه ای معدنی از قبیل شن یا سنگریزه به دست می آید، اما معمولا به عنوان یک ماده یکپارچه و دارای شخصیت مستقل در نظر گرفته می شود. بتن شکل ذاتی و طبیعی بخصوصی ندارد و از این رو باید با استفاده از قالب بندی به شکل معینی درآورده شود؛ یعنی شکل و بافت نهایی بتن را قالبی که بتن به درون آن ریخته می شود، تعیین می کند.

بتن می تواند هر رنگ، بافت و طرحی را به خود بگیرد، از این رو شاید بتوان آن را به یک آفتاب پرست تشبیه کرد. رنگ بتن اغلب خاکستری ست، اما از طریق انتخاب سیمان و مصالح دانه ای مناسب یا با استفاده از رنگدانه های شیمیایی می توان به آسانی آن را در رنگ های سفید، قهوه ای یا حتی قرمز روشن تولید کرد. بتن بسته به قالب مورد استفاده در تولید آن، می تواند صاف و ساده یا دارای طرح های دقیق و پیچیده باشد؛ بتن می تواند همچون شیشه صاف باشد یا همچون صخره زمخت و ناصاف. بتن ممکن است بدون پرداخت رها شده یا همچون یک تندیس به دقت روی آن کار شود. در واقع، بتن، با توجه به ویژگی های خاص سطح آن، یک فرآورده واحد نیست، بلکه طیف گسترده ای از مصالح را دربرمی گیرد که از نظر بافت، رنگ و بیان معمارانه از قابلیت های بی شماری برخوردار است.

ترکیب مقاومت فشاری سنگ و مقاومت کششی فولاد در بتن مسلح، سازه های بتنی را قادر به تحمل وزن بسیار زیاد و پوشش دهانه های بزرگ می سازد. از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده سازه بتن مسلح می توانند بصورت یک شبکه پیوسته و یکپارچه، به هم بافته شوند، استفاده از بتن مسلح در طراحی سازه، آن را از قابلیت انعطاف پذیری بی نظیری برخوردار می کند. معماران و مهندسان از این ویژگی برای خلق عناصر ساختمانی مختلف، از صفحات بتنی یکپارچه گرفته تا قاب های سازه ای سه بعدی و کنسول های عظیم و مهیب، بهره می گیرند.
بررسی تاریخی کاربرد بتن در معماری نشان می دهد که بتن توسط معماران رومی و صدر مسیحیت مورد استفاده قرار می گرفت، اما در قرون وسطی و رنسانس اغلب بی استفاده ماند، تا آنکه در نیمه دوم قرن نوزدهم بار دیگر، عمدتا برای مصارف معمولی، مورد توجه قرار گرفت، بویژه در مواردی که ساخت ارزان، قابلیت ایجاد دهانه های عریض و نسوز بودن، ضرورت به کارگیری آن را ایجاب می کرد. مسلح کردن بتن نیز که برای این کار میلگردهای فولادی را به منظور استحکام بیشتر در میان بتن قرار می دادند، به دهه 1870 باز می گردد. معماران قرن نوزدهم بعضا به قابلیت های بتن مسلح خیلی اطمینان نداشتند و نسبت به آن بدگمان بودند. بتن در آن زمان یک ماده خیلی جدید به شمار می رفت و ویژگی های آن برای معماران بخوبی قابل درک نبود، زیرا فاقد یک فرم ذاتی و پایدار بود. جالب آنکه این دقیقا همان خصوصیتی است که بتن را برای بسیاری از معماران امروز به وسیله ای امیدوارکننده جهت تحقق ایده هایشان تبدیل می کند.

پدیده بتن در چند سال آخر قرن نوزدهم که معماران سعی کردند سبکی مبتنی بر این مصالح بیابند، آشکارتر شد. در حالی که یکی از طراحان احتمالا چنین استدلال می کرد که ویژگی انعطاف پذیری بتن آن را به ماده ای مناسب برای بیان گرایی هنری در معماری تبدیل می کند، دیگری ممکن بود بر نقش روش قاب و قاب بندی تکیه کند و مدعی ارزش گذاری بر نمونه های پیشین گوتیک یا حتی شیوه های معماری فولاد و شیشه شود. نظریات مشابه مختلفی نیز با توجه به جنبه بیرونی بتن ابراز می شد، بدین معنا که یک معمار، بتن را ماده ای معمولی و پیش پاافتاده و نیازمند پوشانیده شدن با کاشی ها و روکارهای آجری می دانست و دیگری از زیبایی ذاتی آن دم می زد که به همین دلیل باید نمایان می ماند. استفاده گسترده و فراگیر از بتن مسلح در معماری حدودا به نیمه اول قرن بیستم باز می گردد. این ماده جدید به دلیل برخورداری از قابلیت استفاده در بناهای مختلف و نیز فرم پذیری قابل توجهش، در آن زمان در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت و با سرعت شگفت آوری تاثیرات خود را در معماری بر جای گذاشت و بین سالهای 1910 و 1920، تقریبا به علامت مشخصه معماری جدید تبدیل شد. شاید از بسیاری جهات بتوان گفت خردگرایی و بتن مسلح دو عنصری بودند که سرانجام در دوره افتخارآمیز معماری مدرن در دهه 1920 در یکدیگر ادغام شدند؛ معماران خردگرای این دهه که بتن را به لحاظ برآورده کردن نیازهای اساسی چون ارزانی، یکسان سازی، نورپردازی کافی، تهویه گسترده و فضاهای داخلی انعطاف پذیر و نامحدود، ماده ای مناسب یافته بودند، در سطح وسیع آن را مورد استفاده قرار دادند.

آگوست پره مهندس معمار فرانسوی، نخستین کسی ست که بتن مسلح را به عنوان وسیله ای برای بیان مقاصد معماری شناخت و به کار برد. آپارتمان های مسکونی که او با استفاده از قابلیت های هنری بتن مسلح ساخت، منزلت بتن را در عالم معماری افزایش داد. فرانک لویدرایت نیز یکی از معماران برجسته آمریکایی است که در پروژه هایش از قابلیت های این ماده جدید استفاده فراوانی کرده است. ارزانی بتن و قابلیت ایجاد دهانه های عریض با استفاده از آن، باعث روی آوردن او به این ماده شد. علاوه بر این، او با بتن براحتی می توانست به ایده های فضایی خود جامه عمل بپوشاند. رایت به خاطر تاکید هنری و حرفه ای اش بر ماهیت مصالح، سطح بتن را در اغلب کارهایش عاری از پوشش باقی می گذاشت. پتانسیل تقریبا نامحدود بتن جهت خلق فرم ها و سطوح انتزاعی، برخورداری از قابلیت تطابق با شرایط و کارکردهای مختلف و نیز داشتن استحکام بالا، بتن را در حال حاضر به یکی از مصالح پرطرفدار و مورد توجه در میان بسیاری از معماران و مهندسان تبدیل کرده است. بتن به خاطر داشتن خاصیت انعطاف پذیری بالا، آزادی عمل قابل توجهی در اختیار طراحان و معماران قرار می دهد. بتن، همانند خاک رس در دستان یک تندیس گر، برای معماران امکان خلق ساختمان هایی را فراهم می کند که به طور منحصر به فردی گیرا، جالب توجه و از نظر هندسی متهورانه است. فرم ها و ترکیباتی که ساختن آنها پیش از ابداع بتن مسلح، با استفاده از سایر مصالح متداول دشوار یا غیرممکن بود، با استفاده از بتن مسلح اغلب به آسانی قابل دستیابی هستند. به جرات می توان گفت که بدون استفاده از بتن، اجرای برخی از زیباترین و نوآورانه ترین آثار معماری معاصر جهان هرگز قابل تصور و تحقق نبود.

امروزه بتن با گذشت سالها از پیدایش و کاربرد آن به صورت کنونی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. از زمان شروع استفاده گسترده از بتن مسلح در ساخت وسازها (در بیش از یک قرن قبل)، برخی انگاره های بنیادی درباره خواص این ماده و محدودیت های آن تاکنون با چالش و تردید جدی مواجه نشده بودند، اما در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، تحقیقات متعددی روی خواص بتن صورت گرفته و در حال حاضر طیف متنوعی از فرآورده های آن ابداع و به بازار عرضه شده اند که این قبیل انگاره ها را به چالش کشیده و آزادی بیشتری جهت تجربه و ابداع در اختیار معماران و مهندسان قرار داده اند. بر این اساس است که در سالهای اخیر، معماران مختلف در پروژه هایشان برخی از انگاره های غالب درباره فرم معماری و فناوری بتن را به چالش کشیده و رویکرد های جدیدی را در هر دو زمینه ارائه کرده اند. بسیاری از معماران نیز با کاربرد هوشمندانه بتن، از آن به عنوان ابزاری جهت خلق زیبایی در آثارشان بهره جسته اند. البته با توجه به پیشرفت های سریع و روزافزون صنعت بتن در سالهای اخیر، به نظر می رسد در سالهای آینده شاهد استفاده گسترده تری از قابلیت های بتن در عرصه معماری خواهیم بود

فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن
فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد 2930 ایران ساخته می شوند.
گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .
باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است .

همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است . بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .

شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد :
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبهامی شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده رابوجودمی آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .
خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد .
نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود

آرماتورهای غیر فولادی در بتن
در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP) الیاف آرامیدی (Afrp) والیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده اند.
خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.
اخیراً از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین در دیوارهای نمای بتنی ازآن استفاده می کنند. تحقیقات روی کاربرد صفحات الیافی به جای صفحات فولادی برای تقویت قطعات خمشی و تیرها و دال ها به ویژه در پل ها ادامه دارد. این صفحات با رزین های اپوکسی به نواحی کششی از خارج اتصال داده می شود. کاربرد صفحات با الیاف کربنی برای این تقویت بیشتر رایج گشته و در چندین پل در ژاپن و در بعضی کشورهای اروپایی از آن استفاده شده است.

بتن ایران ، یک پنجاهم استاندارد
بگفته رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در کشور ما عمر قطعات بتن از 5 تا 10 سال تجاوز نمی کند. در حالی که این قطعات در دنیا بیش از 500 تا هزار سال دوام دارند بتن از جمله مصالح ساختمانی است که در چند سال اخیر به دلیل میزان بالای اهمیت آن در فرآیند ساخت و ساز مشمول استاندارد اجباری شده است. اما اینکه این استاندارد تا چه حد اجرا می‌شود به اعتقاد بسیاری از دست‌اندرکاران این حوزه رضایت‌بخش نیست.
دکتر قاسم حیدری‌نژاد رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در خصوص وضعیت بتن در کشور گفت: بتن به عنوان پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در کشور به صورت گسترده‌ای استفاده می‌شود و به همین دلیل حضور دستگاه‌های نظارتی باید در آن جدی‌تر باشد.
وی افزود: البته موسسه استاندارد برای اعمال این استاندارد تلاش می‌کند اما به دلیل گسترده بودن حوزه توزیع و استفاده از بتن این نظارت پررنگ و محسوس نیست.
حیدری‌نژاد با بیان اینکه در کشور ما سالانه حدود 80 میلیون مترمکعب بتن مصرف می‌شود،‌ گفت: تولید سیمان در رابطه با تهیه بتن کافی است و در حوزه تولید سیمان تقریبا به مرز خودکفایی رسیده ایم. گر چه این موضوع در مواقعی که اندکی افزایش و کاهش این محصول به وجود می‌آید، منجر به شکل گرفتن بازار سیاه سیمان می‌شود.

رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با بیان اینکه تولید سیمان به دلیل استفاده فراوان از انرژی و آلوده کردن محیط‌زیست، گران تمام می‌شود، گفت: متاسفانه سیمان در کشور ما به شکل نامناسب مصرف می‌شود و مردم گاه برای کارهای بی‌ارزش از سیمان استفاده می کنند.
وی افزود: با استفاده از پوزولان ها یا افزودنی‌های پرحجم که تا میزان 70 درصد می‌توان به بتن اضافه کرد باید مصرف سیمان را پایین آورد.
حیدری‌نژاد گفت: در کشور ما عرف است که با مصرف سیمان بیشتر در بتن سعی در مقاوم کردن محصول دارند.‌ در حالی که در دنیا برای این منظور از نسبت‌های استاندارد بهره می‌گیرند.
وی با اشاره به اینکه امروز در دنیا علاوه بر مقاومت بر دوام بتن هم بسیار تاکید دارند، گفت: به طور مثال جداول بتنی کنار خیابان را در نظر بگیرید. در کشور ما به دلیل عمر کوتاه این جدول ها، دایم در حال تعویض آن هستند. عمرقطعات بتنی در کشور ما حدود 5 تا 10 سال است، در حالی که عمر مفید یک سازه بتنی در دنیا بین 500 تا هزار سال است.

حیدری‌نژاد، با بیان اینکه 2 تا 3 مشکل فرعی بتن در حال حاضر در کشور ما تبدیل به مشکل اصلی شده است، گفت: تهیه بتن در کارخانه‌ای باید صورت گیرد که امکانات و نیروی کار ماهر در اختیار داشته باشد. ضمن اینکه استفاده از سیمان تیپ‌های مختلف در آماده کردن بتن هم از جمله آن موارد فرعی است که به دلیل رعایت نشدن محصول غیراستاندارد می‌‌شود.
حمل بتن آماده از مراکز تولید به پای کار هم از مشکلات عمده این صنعت محسوب می‌شود. از آنجایی که کارخانه‌های فراوری بتن دور از شهر قرار می‌گیرند سیستم حمل و نقل بتن و رعایت استاندارد در ماشین‌آلات حمل و نقل از اهمیت فوق‌العاده‌‌ای برخوردار است.
حیدری نژاد در این خصوص می گوید: اما متاسفانه به همین دلایل بتن بعد از رسیدن به مقصد از حالت استاندارد خارج می شود و کمی سفت‌تر می‌شود. در این مواقع کارگران ساختمانی به بتن آب اضافه می کنند که این کار از نظر ظاهری بتن را به شکل اولیه‌اش برمی‌گرداند، اما بتن از حالت استاندارد خارج می شود و کیفیت خود را از دست می دهد.

رییس مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با اشاره به تاثیر نیروی کار ماهر در صنعت بتن در توصیف وضعیت کشور به لحاظ رعایت موازین و استانداردهای علمی در تولید بتن آماده گفت: در رابطه با صنعت بتن آماده در مرحله گذار قرار داریم. یعنی از خواب بیدار شده‌ایم اما کاملا هوشیار نیستیم.به همین دلیل هیچ آمار و ارقامی در مورد میزان تولید و استفاده استاندارد و غیراستاندارد هم در این صنعت در دست ما نیست.
وی با بیان اینکه مسولان از وضع موجود صنعت بتن در کشور راضی و خشنود نیستند، گفت:‌ فکر می‌کنم ظرف یک دوره 3 تا 5 ساله وضعیت بتن بهتر از حال حاضر شود. چون حرکت‌های مثبتی در این زمینه شکل گرفته است.
وی برگزاری روز بتن را یکی از حرکت‌های مثبت در این خصوص دانست و گفت: این همایش‌ در راستای آماده‌سازی نیروهای جوان متخصص و تشویق شرکت‌های موفق در تولید بتن می‌تواند در درازمدت تاثیرگذار باشد.

تولید بتن سبک از پسمانده های هسته ای برای کاهش تشعشعات
محققان و پژوهشگران ایرانی موفق شدند از پسمانده های هسته ای بتن سبک تولید کنند.
طبق گزارش دبیرخانه نخستین همایش سبک سازی ساختمان به نقل از حمیدرضا وثوقی فر ، عضو انجمن مهندسان عمران امریکا ، با توجه به حرکت کشورهای جهان برای دستیابی به تکنولوژی صلح آمیز هسته ای برای تولید انرژی مفید، پسمانده های هسته ای حاصل از فعالیت های هسته ای نیز افزایش می یابد.
وی افزود: محققان و پژوهشگران ایرانی تحقیقات خودشان را بر روی کاهش اثرات منفی پسمانده های هسته ای متمرکز کرده و موفق شدند با همکاری یکی از دانشگاه های صنعتی انگلستان بتن های سبک را از پسماند ه های هسته ای تولید کنند.
وی اظهار داشت: گروه محققان ایرانی با کاربرد پسمانده های هسته ای در ساخت بتن خاص با مقاومت های مناسب دریافتند ترکیبات هیدراتاسیون وسایر واکنش های شیمیایی بتن تا حدود قابل توجهی از تشعشعات این مواد می کاهد و راهکار بسیار مناسبی برای استفاده مجدد از پسمانده های هسته ای است.
دبیر اولین همایش زلزله وسبک سازی ساختمان گفت: نتایج تحقیقات موید این مطلب است که این مطلب می تواند تشعشعات را تا حدود 60 درصد کاهش دهد که برآیند این تحقیق می توان در ارتباط با کاهش خطر آفرینی پسماند ه های دیگر حاصل از فعالیت های شیمیایی مواد وغیره استفاده کرد.
وی کاربرد بتن سبک تولیدی از پسمانده های هسته ای را با توجه به ویژگی های خاص آن در ساخت دیوارهای برثی و تیرهای فرعی در بخش های مختلف سازه های عمرانی عنوان کرد.
مهندس وثوقی فر اشاره کرد: با این حال با وجود محقق شدن تمامی تحقیقات صورت گرفته در این زمینه می توان امیدوار بود که محیط زیستی عاری از هر نوع آلودگی هسته ای را در کنار توسعه این صنایع داشته باشیم
به گفته وی، این نوع بتن در کارگاه تخصصی اولین همایش زلزله و سبک سازی ساختمان و با حضور متخصصان ایرانی و خارجی تولید می شود.
شایان ذکر است این همایش در روز ششم و هفتم مهر ماه سال جاری در دانشگاه قم برگزار می شود .

مقابله با خوردگی بتن
مساله خوردگی فولاد در بتن از معضلات عمده کشورهای مختلف حهان است.
این مساله در کشورهای در حال توسعه و در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدید تر می باشد.سازه های بتنی زیادی دچار خوردگی و فرسودگی زودرس گردیده اند. مهندس محمد ذوالقدر گفت: اگر از بتنی با مشخصات فنی این مناطق انتخاب و در اجرا و عمل آوری بتن از افراد کاردان استفاده شود بسیاری از مشکلات و معضلات بتن بر طرف خواهد شد.

وی افزود برای پیشگیری از این موضوع در سال های اخیر روش ها و موادی توصیه و بکار گرفته شده است که تا حدی جوابگوی مسئله بوده است.
وی خاطر نشان کرد استفاده از آرماتورهای ضد زنگ و نیز آرماتورهای با الیاف پلاستیکی FRP یکی از این روش هاست که به علت گرانی آن هنوز توسعه نیافته است.
همچنین وی اشاره کرد از روش های دیگر ، کاربرد حفاظت کاتدی در بتن می باشد که این روش نیاز به مراقبت دائم دارد و نسبتا پر خرج است ولی روش مطمئنی است .
وی افزود برای حفاظت آرماتور چند سالی است که ار آرماتور با پوشش اپوکسی استفاده می شود . به هر حال اگر از پوشش سالم استفاده شود می توان 10 تا 15 سال خوردگی را عقب انداخت.وی در ادامه گفت: برای محافظت آرماتور و کم کردن نفوذ پذیری ، پوشش های سطحی نیز روی بتن آزمایش شده است .که این پوشش ها اغلب پایه سیمانی یا رزینی دارند که با دقت روی سطح بتن اعمال می گردند.لازم به ذکر است عملکرد دوام این پوشش به شرایط محیطی وابسته بوده و در بعضی محیط ها عمر کوتاهی دارد .
وی اضافه کرد ، روی هم رفته پوشش های پایه سیمانی هم ارزانتر بوده و هم به علت سازگاری با بتن پایه، پیوستگی و دوام بهتری در محیط های خورنده و گرم از خود نشان می دهد.

برای نخستین بار در کشور بتن غلطکی RCCP با موفقیت اجرا شد
یک شرکت تحقیقاتی بتن توانست بتن غلطکی RCCP که جایگزین مناسبی برای آسفالت می باشد را در شهرستان هشتگردبرای اولین بار با موفقیت اجرا کنند.
کارشناسان این مرکز درباره نقش و جایگاه بتن‌های غلطکی RCCP معتقدند که با توجه به مسائل زیست محیطی ناشی از آسفالت در کنار دوام اندک آسفالت در برابر تغییرات جوی، ضربه پذیری و سایش، موضوع بتن RCCP از دهه های گذشته در کشورهای توسعه یافته مورد توجه قرار گرفت به نحوی که در حال حاضر بیش از 80 درصد معابر سواره رو در اغلب کشورهای توسعه یافته با استفاده از بتن غلطکی اجرا شده است
مدیر این مرکز تحقیقاتی در ادامه افزود،تکنیک ساخت معابر سواره رو در دنیا دستخوش تغییرات وسیعی شده است و بخاطر واکنش‌های مختلفی که در مواد نفتی به مرور زمان بوجود می آید، موضوع تغییر بافت خیابان‌ها و اتوبان‌ها جایگزینی RCCP را پیش روی کشور های توسعه یافته قرار داده است و وضعیت امروزی خیابان‌ها در کشورهای در حال توسعه در وضعیتی است که ناشی از بی توجهی به فن آوری های جدید است لذا باید مدیران و صاحبان صنایع برای وارد کردن فناوری های جدید به هماهنگی برسند؛ در غیر اینصورت وضعیت نادرست موجود در بخش‌های مختلف ادامه خواهد داشت....

وی همچنین درباره دلایل توجه به بتن غلطکی میگوید: «همه ساله صدها میلیارد تومان در کشور ما برای تأمین روکش آسفالت خیابان‌ها هزینه می شود که پس از گذشت یک تا 5 سال این آسفالت مجدداً بایستی تعویض شود، این مسئله باعث شکل گیری نارضایتی های وسیعی در بین همه اقشار جامعه شده است.و البته ابعاد فقدان کیفیت آسفالت خیابان ها در همین جا به پایان نمی رسد بلکه باعث آبروریزی ملی و بین المللی برای صنعت و جامعه مهندسی نیز شده است
به گفته این محققان ، پیچیدگی‌های بتن غلطکی به مرحله اجرا و دانش فنی تولید منتهی می شود و به نظر می رسد با تجربیاتی که بدست آمده می توان امروزه گفت که تکنولوژی ساخت خیابان و اتوبان‌های با دوره دوام بالا نیز در کشور ما بومی شده است، لیکن بایستی ببینیم که مسئولین تا چه حد از این دست آورد استقبال می‌کنند.

خواص کامپوزیت های FRP
بر طبق گزارش اداره فدرال بزرگراه های آمریکا هنگام بررسی پلها از نظر سازه ای به دلیل پوشش کم بتن ، طراحی ضیعف ، عدم مهارت کافی هنگام اجرا و سایر عوامل همانند شرایط آب و هوایی سبب ایجاد ترک در بتن و خوردگی آرماتور های فولادی شده است.
پس از سالها مطالعه بر روی خوردگی ، FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتن پیشنهاد شده اند.
سه نوع میلگرد ( AFRP) , ( CFRP ) , ( GFRP ) از انواع تجاری آن هستند که در صنعت ساختمان کاربرد دارند.
از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود. مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند.

از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبرورزین مورد استفاده ، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد.
به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود:
1-مقاومت کششی بیشتر از فولاد
2- یک چهارم وزن آرماتور فولادی
3- عدم تاثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی ، برای مثال تاثیر روط دستگاه های بیمارستانی
4- عدم هدایت الکتریکی و حرارتی
لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی ، سازه پارکیمگ ها ، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.

بررسی اثر دوده سیلیسی بر سازه های بتنی
اثر دوده سیلیس بر مقاومت و نفوذ پذیری مخلوط های بتن غلتکی سد سازی با خمیر سیمان کم یا متوسط یکی از موضوعاتی است که آقایان مهندس علیرضا باقری و مهندس مجتبی محمودیان ، مورد بررسی و پژوهش قرار داده اند.
به گفته ایشان عدم تولید خاکستر بادی در کشور و ابهامات موجود در خصوص فعالیت و یکنواختی پوزولان های طبیعی ایران، موانعی در دسرسی به مخلوط های بتن غلتکی می باشد.
به عقیده این محققان جایگزین دیگری که به عنوان ماده افزودنی معدنی می تواند مد نظر قرار گیرد ، سوپر پوزولانی به نام دوده سیلیسی است که به صورت محصول جانبی صنایع فروسیلیسیم در کشور تولید می شود.

گفتنی است، نتایح تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده برای ارزیابی اثر کاربرد درصدهای مختلف دوده سیلیسی در ارتقاء کیفیت بتن غلتکی با مواد سیمانی کم یا متوسط ، نشانگر تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش مقاومت فشاری و کشش مخلوط های بتن غلتکی می باشد
ایشان در ادامه می افزایند: بهبود مقاومت بین 25 تا 60 درصد جایگزینی اثر دوده سیلیس به میزان 5 تا 15 درصد مواد سیمانی صورت گرفت. همچنین آزمایشات نفوذ پذیری انجام شده روی نمونه ها ، نشانگر کاهش قابل ملاحظه نفوذ پذیری در اثر کاربرد اثر دوده سیلیسی می باشد.
شایان ذکر است مهندس اسماعیل گنجیان و مهندس همایون صادقی پویا معتقدند استفاده از دوده سیلیسی در ساخت سازه های بتنی دریایی نظیر اسکله ها و بنادر با هدف افزایش دوام در دهه اخیر افزایش چشمگیری داشته است.
همچنین ایشان به بررسی دوام نمونه های خمیر سیمان و بتن با کاربرد سیمان نوع 2 همراه با 7 و 10 درصد اثر دوده سیلیس به عنوان جایگزین سیمان در شرایط عمل آوری در آب معمولی ، در ساحل دریا و در مخزن شبیه سازی تر وخشک در مقاومت فشاری و جذب موئینه آب پرداخته اند.
گفتنی است نمونه های حاوی دوده سیلیسی در شرایط تر و خشک افت مقاومت شدیدتری در طی زمان 180 روز پس از ساخت ، نسبت به نمونه های عمل آوری شده در آب معمولی نشان داده اند.
همچنین باید اشاره کرد با افزایش میزان اثر دوده سیلیس ، میزان جذب آب نمونه ها در شرایط مخرب ساحل دریا و شرایط جذر و مد متناوب و مخزن شبیه سازی تر و خشک ، افزوده شده است.

بلوک های بتنی بدون ملات
مهندس محمد هادی زنجانی در مقاله ای به بررسی ویژگی های بلوک بتنی بدون ملات پرداخته اند.
وی در این مقاله می نویسد: سیستم همبندی بلوک ها ( Intralock System ) یک نوع سیستم بلوک های ساختمانی بدون ملات است که شامل شش نوع ترکیب مختلف از بلوک ها می باشد.وی در ادامه می افزاید ، هر بلوک به سه قسمت توخالی جدا از هم با جداره هایی با صخامت کم تقسیم شده است.گفتنی است این نوع بلوک های بدون ملات روی هم قرار می گیرند و قسمت توخالی مرکزی آن با دوغاب سیمان پر می شوند وبه صورت صلب بتنی در می آیند.
مهندس زنجانی در ادامه خاطر نشان کرد دوغاب سیمان در میان و اطراف بلوک ها جریان یافته سبب پیوند بلوک به بلوک های کناری می گردد و همه بلوک ها و دیوارها بدون استفاده از ملات در اتصالات شبکه ای همانند شبکه تیر هاو ستونها تشکیل می دهند.
شایان ذکر است دو فضای تو خالی دیگر بلوک با ایجاد کانال های هوای داخلی و خارجی در امتداد قائم و افقی سبب عایق بندی و ایجاد خاصیت ضد صدا و ضد آتش بلوک ها می گردد.
همچنین وی اشاره کرد می توان لوله ها وسیم کشی درون ساختمان را از آنها عبور داد و نیز سیستم های اعلام خطر را در این بلوک ها تعبیه کرد.

گفتنی است این بلوک دارای مزایای منحصر به فردی است ، از جمله می توان به سرعت ساخت ، دیوار های محکمتر و کاربرد های متنوع تر آن اشاره کرد.به دلیل اینکه در این سیستم نیازی به ریختن ملات در میان بلوک ها نیست سرعت ساخت افزایش یافته و کیفیت کار به آسانی کنترل می شود.
مهندس زنجانی در ادامه افزود، فضای تو خالی میانی که به وسیله سیمان پر می شود دیوارهای سخت همانند دیوارهای بتنی ایجاد می کند. همچنین در نوعی از آنها پروفیل های فولادی را نیز می توان در فضای خالی بلوک ها جای داد و اطراف آن را با دوغاب سیمان همانند دفن فولاد بتن پر کرد.



بتن سبک(LightWeight Concrete)
تهیه کننده: مهندس محمّد علیدوستی

با گسترش استفاده از بتن سبک در سراسر دنیا بویژه در کشورهای پیشرفته و شکل گیری آیین نامه های اجرایی آنها، متاسفانه این نوع بتن که دارای قابلیت های منحصر به فردی می باشد در کشورمان هنوز شناخته شده نیست؛ در این مقاله سعی برآن شده تا با معرفی انواع این بتن کارا، جامعه ساختمانی بیش از پیش با بتن سبک و موارد کاربرد آن آشنا شوند.

لغات کلیدی: بتن، بتن سبک،بارمرده، بتن سبک سازه ای، بتن کفی ،
Cellular Lightweight Concrete(CLC)، Autoclaved Aerated Concrete(AAC)،Autoclaved Cellular Concrete (ACC) ، Leca




مقدمه:
بی شک، بشر زمانی پیشرفت و تمدن را تجربه کرد که برای مدتی طولانی، در محل مشخصی سکونت یافت؛ دیگر توان بشر صرف مهاجرت های طولانی نمی شد و برای برطرف کردن مشکلات به راه حلهای تازه و افکار تازه ای روی آورد. برای ماندگار شدن در مکانی ثابت، بدون شک، داشتن خانه ی مناسب دقدقه اصلی آنها بوده، خانه ای که آنها را در برابر بلایای طبیعی، حمله وحوش و حتی بیگانگان محافظت کند؛ پیشینیان با توجه به این که امکانات حمل و نقل محدودی داشتند، برای این منظور از مصالح در دسترس استفاده می کردند: چوب، سنگ، گل، پوست احشام و...
بدون تردید، ماندگارترین این نوع مصالح که از تخت جمشید ایران تا اهرام مصر سالیان سال پایدار مانده سنگ است؛ اما سنگ به صورت اولیه؛ با توجه به شکل پذیری کم و حمل و نقل دشوار نمی تواند به عنوان مصالح اصلی در ساختمانهای امروزی کاربرد داشته باشد و این امر باعث شد که نوعی سنگ مصنوعی توسط بشر خلق گردد، که علاوه بر داشتن خواص سنگ مانند ماندگاری بالا و سازگاری با محیط اطراف، دارای قابلیتهایی مانند شکل پذیری مناسب وحمل آسان نیز باشد؛ امروزه این نوع مصالح را به نام بتن می شناسیم.
در دنیای پیشرفته امروزی و با توجه به پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه های مختلف علمی، صنعت بتن نیزدچار تحول گردیده، تولید بتن سبک نیز حاصل همین پیشرفتها می باشد؛ بتنی که علاوه بر کاهش بار مرده ساختمان از نیروی وارد به سازه در اثر شتاب زلزله می کاهد و در صورت تخریب، وزن آوار حاصل نیز کاهش می یابد و امروزه آنرا به عنوان بتن قرن می نامند. بتن سبک با توجه به ویژه گیهای خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف می باشد، که برحسب وزن مخصوص ومقاومت فشاری آن تفکیک می گردد.

مزایای کاربرد بتن سبک:
- با کاهش بار وارد بر روی فونداسیون، موجب کوچکتر شدن ابعاد آن، کمتر شدن تعداد و کوچکتر شدن شمعها و کاهش مقدار آرماتورهای و به طبع آن اجرای سریع تر و آسان تر فونداسیون می گردد.
- کاهش بار مرده سبب کوچک تر شدن اعضا نگهدار می شود.
- کاهش بار مرده بزور مستقیم باعث کاهش نیروهای لرزه ای وارد بر سازه می گردد.
- در گسترش پلها می توان با استفاده از مواد سبک مانند بتن سبک می توان عرشه پل را جهت تحمل ترافیک بیشتر بزرگ ترنمود بدون اینکه تغییری در سازه و یا فونداسیون پل ایجاد کنیم.
- با توجه به مقاومت مطلوب بتن سبکدانه در برابر آتش سوزی می توان از حداقل توصیه شده ضخامت بتن در کفها کاست(بیان شده در ACI-216) .
- حمل و نقل قطعات پیش ساخته با بتن سبک بسیار راحت تر بوده و هزینه کمتری در بر دارد.
بتن سبک سازه ای(Structural Lightweight concrete):
آیین نامه های موجود در زمینه تولید بتن سبک تعاریف مختلفی در رابطه با بتن سبک سازه ای ارایه داده اند و بهترین تعریفی که اکثر آنها را پوشش بدهدبه قرار ذیل می باشد:
به بتنِ سبکی، سازه ای گفته می شود که دارای وزن مخصوصی بین1440 تا 1840 کیلوگرم برمتر مکعب و مقاومت فشاری بالای 17 Mpa و یا 2500 Psi باشد و از آنجایی که هر چقدر بتن سبکتر گردد شکل پذیری آن نیز کاهش می یابد، برای بتن سبک سازه ای مقدار حداقل وزن مخصوص در نظر گرفته می شود.

مقاومت نمونه های بتنی سبک سازه ای با وزن مخصوص رابطه ای تقریباً لگاریتمی دارد و باتوجه به نوع بتن سبک دارای طیف مقاومتی متفاوتی میباشد.

[sunyboy]

چگونگی تولید بتن سبک:
بتن دارای دو جز اصلی می باشد:1- خمیرسیمان 2- سنگدانه؛ سبک سازی می تواند در هر دو جز صورت پذیرد،
که سبک سازی در هر قسمت دارای ویژگیهای خاص و با استفاده از روشهای متفاوتی صورت می گیرد.
1- سبک کردن خمیر سیمان:
برای این منظور از موادی با پایه حیوانی مانند: سم، شاخ،خون و دیگر اعضا احشام و یا مواد خاص شیمیایی استفاده میگردد؛ این مواد که حباب زا می باشند با ایجاد تخلخل در خمیر سیمان، وزن بتن تولیدی را کاهش می دهند. این نوع بتن سبک، بتن کفی یا گازی) (CLC Cellular Lightweight Concrete نامیده می شود.

مواد شرکت کننده در تر کیب این نوع بتن سبک عبارتند از:سیمان،ماسه،آهک(بسته به نوع بتن کفی)، مواد حبابزا،آب و افزودنی هایی مانند:میکرو سیلیس(Micro Silica)، فوق روان کننده ها(Super Plasticizer)، خاکستربادی (Fly Ash) ، الیاف پروپیلین،پلون و غیره.
البته نوعی از مواد حباب زا در پایین آوردن جذب آب بتن نیز کاربرد دارند؛ این مواد با ایجاد حفرات بسیار ریز که برای حداکثر قطر آنها استاندارد تعریف شده، حفرات موئینه داخل بتن را بسته و مانع از نفوذ آب در آنها می شود.
مواد حباب زا یا کف ساز شیمیایی، معمولاً از نظر محیط زیست تجزیه ناپذیرند و برای تامین پایداری آنها از کلراید استفاده می گردد و به این نکته باید توجه خاص نمود که خود کلراید، خورندگی زیادی در تماس با فولاد دارد؛ و از مواد حباب زا ی دارای کلراید نباید در بتن مسلح استفاده گردد و به همین دلیل بتن تولیدی با این مواد، دارای کاربرد سازه ای نمی باشند.
در تولید نوع دیگری از بتن کفی یا گازی از فوم استفاده می گردد به این نحو که فوم در داخل میکسر با بتن مخلوط گردیده و باعث کاهش وزن بتن تولیدی می گردد. امروزه با تولید فوم های ارزان قیمت، این نوع از بتن کفی کاربرد وسیعی پیدا کرده و با توجه به صرفه اقتصادی آن شرکتهای بزرگ ساختمانی اقدام به بکارگیری این نوع بتن کرده اند.

بتن تولیدی با این روش دارای قابلیت های زیر می باشد:
- کاهش وزن مخصوص.
- کاستن هزینه تولید بتن.
- افزایش اسلامپ بتن و در نتیجه آن می توان نسبت آب به سیمان طرح اختلاط را کاهش داد.
- امکان شکل دهی مناسب به سطح بتن.
- پمپ کردن آسان آن به طبقات.
- مقاومت مطلوب در برابر یخ زدگی.
بتن سبک تولیدی با این روش(بتن کفی یاگازی) با توجه به تخلخل خمیر سیمان و مقاومت پایین آن که منتج به پایین آمدن مقاومت بتن تولیدی میگردد، کمتر به عنوان سازه ای کاربرد دارد و بیشتر در تولید مصالحی بکار می روند که نقش باربری کمی دارند در نمودار (1) رابطه بین چگالی بتن کفی و مقاومت 28 روزه آن را مشخص می نماید:

عمل آوری بتن سبک کفی نیز متنوع می باشد به عنوان مثال، برای نوع خاصی از بتن کفی، بعد از مخلوط کردن مواد اولیه مانند سیمان، آهک، ماسه، مواد منبسط شونده و سایر افزودنی ها، مخلوط در داخل قالب مورد نظر ریخته شده و در دستگاه اتوکلاو قرار می گیرد و بعد طی زمان معینی از دستگاه اتوکلاو خارج می گردید، محصول نهایی بتن سبکی است که دارای شکل مورد نظرو همان قالب می باشد(شکل2).
این نوع بتن سبک را که پیداش آن به سال 1914 و کشور سوئد می رسد Autoclaved Aerated Concrete (AAC) و یا Autoclaved Cellular Concrete (ACC)می نامندو کاربرد بسیار وسیعی در 50 سال اخیر در صنعت ساختمان و بویژه در اروپا و آمریکا داشته است.
این نوع بتن سبک جایگزین مناسبی برای مصالح رایج بنایی مورد استفاده در ساختمان می باشد و می تواند به عنوان قطعاتی در دیوارها، سقف و سایر قسمتهای ساختمان کاربرد داشته باشد. عمده ماده منبسط شونده در تولید این نوع بتن سبک، پودر آلومینیوم می باشد. محصول نهایی که ماده ای منبسط شده است دارای حجمی تقریباً 5 برابر مواد مصرفی می باشد که این خاصیت سبب شده به عنوان مصالحی اقتصادی ودر عین حال کاربردی شناخته شود.
طیف وزنی آنها وابسته به مقدار سیمان و نیز قطر سنگدانه می باشد بطوریکه با استفاده از ماسه هایی با قطر بیشتر محصولی با وزن مخصوص بالا تر تولید می گردد و بالعکس.
خوشبختانه در دهه اخیر در کشور خودمان نیز شاهد تولید، انواع این نوع بتن سبک هستیم و عموماً با نامهایی مانند هبلکس و یا سیفورکس شناخته شده هستند. بیشترین کاربرد آنها در صنعت ساختمان ایران، به عنوان جداکننده هایی است که نقش باربری ندارند، در حالی که امروزه نمونه های جدید تولیدی این محصول، با توجه به وزن پایین و همچنین ماندگاری مناسب، به عنوان نمای ساختمانی و نیز تزیینات داخلی کاربرد دارد.

2- استفاده از سبک دانه:
سبکدانه ها سنگدانه هایی با فضای متخلخل داخلی می باشند.سبکدانه هایی که جهت تولید بتن سبک کاربرد دارند متنوع بوده و هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی وجود دارند؛ از انواع طبیعی آن می توان به سنگدانه هایی مانند:ورمیکولیت، پامیس یا سنگ پا وبرخی سربارهای آتش فشانی اشاره کرد و سبکدانه های مصنوعی، که عمده آنها به شکل گلوله هایی ازجنس خاک رس منبسط شده می باشند. البته سبکدانه هایی بر پایه سیلیس، خاکستربادی وغیره نیز وجود دارندکه با توجه به نوع مواد اولیه و نحوه تولید دارای کاربرد کمتر نسبت به سبکدانه های رسی می باشند. سبکدانه ها رسی با عناوین تجاری مختلف مانند: Argex,fibo,liapor,lecaبه بازارهای بین المللی عرضه میگردد.
سبکدانه هایی از این جنس، علاوه بر سبک بودن به سبب شرایط خاص تولیدی ؛ دارای مزایای ویژه ای هستند، که از آن جمله می توان به این موارد اشاره نمود:
- به عنوان محصولی صنعتی از نظر کیفیت دارای یکنواختی مطلوبی می باشد.
- مانند سنگدانه های طبیعی محدودیتی از نظر معادن ندارد.
- فاقد مواد زیان آوری است که ممکن است در سنگدانه های طبیعی باشد و PH آن در حد نرمال و در حدود 7.2 می باشد.
- به علت قرار گرفتن در معرض حرارت بیش از 1200 درجه سانتی گراد فاقد مواد آلی مضر می باشد.
به دلیل ذکر شده در بند بالا مقاومت مطلوبی در برابر شوکهای حرارتی دارند.
بتن تولیدی با این روش می تواند به صورت سازهای کاربرد داشته باشد به این منظور باید از خمیر سیمان با مقاومت بالا استفاده نمود و به همین منظور در تولید این نوع بتن سبک که کاربرد سازه ای نیز دارد از میکرو سیلیس و کاهنده های آب اختلاط و ترکیبی از سنگدانه و سبک دانه استفاده می شود.

به دلیل کاربرد سازه ای این نوع بتن، به بررسی مختصر ویژگی های آن می پردازیم.

بتن هاي اسفنجي
بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت.سیمان.آب وماسه به میزان اندک(وگاهی اوقات بدون ماسه).در ساختار این بتن15-25%(از لحاظ حجم )فضای خلی وجود دارد و این امر موجب عبور آب از داخل این بتن می شود.
در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می شود و این مسئله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب ان به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا ار اب تخلیه خواه شد.
در بتن اسفنجي منافذ هوا درون خمير سيمان ايجاد ميگردد دو نوع اصلي بتن اسفنجي عبارتند از :
1- بتن كفي 2- بتن گازي
در توليد بتن گازي منافذ عمدتا از طريق واكنش هاي شيميايي ايجادگرديده و فرآيند عمل آوري توسظ سيستم اتوكلاو صورت ميگيرد و در بتن كفي با ادغام حبابهاي هواي از پيش آماده شده (كف) در خمير سيمان يا ملات، آب و ماسه ريز ايجاد گرديده و عمل آوري آن بصورت معمولي و غير اتوكلاو انجام مي گردد.

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی
نسبت مواد مقدار مواد
1)مواد دارای خواص بتن 270to415kg/m^3
(2سنگدانه 1190to1480 kg/m^3
3)نسبت اب به سیمان 0.27to030
4)نسبت سنگدانه به سیمان 4to4.5:1
نسبت سنگدانه ریزبه سنگدانه درشت 0to1:1
رفتار بتن اسفنجی
همچنین به منظور اشنایی بیشتر با رفتار این بتن ویژگیهای آن در زیر بیان شده است.
مشخصات مقدار
اسلامپ 20mm
چگالی 1600to2000 kg/m^3
زمان گیرش 1 ساعت
تخلخل 15%to25%
میزان نفوذ پذیری 120L/m^2/minto320
مقاومت فشاری 3.5mpato28mpa
مقاومت خمشی 1mpa to 3.8mpa
افت بتن 200x10^-6
1- بتن گازي (Atuoclaved Aerated Conceret)
بتن هوادار اتو كلاو شده (AAC) يا بتن گازي يكي از انواع خاص بتن سبك متخلخل مي باشد اين نوع بتن به علت وزن كم وخواص عايق حرارتي خود، باعث كاهش وزن ساختمان و صرفه جويي در مصرف انرژي مي گردد و بدين لحاظ كاربرد آن در سطح جهان در حال گسترش مي باشد محصولي كه امروز بنام AAC نامگذاري گرديده طي 70 سال اخير در سطح جهان خصوصا سوئد توليده شده است.
اين محصول شامل دو فرآيند اصلي ايجاد حباب هوا در دوغاب مخلوط سيمان آهك، و پودر سيليس وعمل آوري بتن حاصل در سيستم اتوكلاو مي باشد از خواص عمده بتن گازي وزن مخصوص كم، مقاومت مناسب، عايق بندي حرارتي و مقاومت در برابر آتش قابل ذكر مي باشد با توجه به خصوصيات ذكر شده از كاربردهاي عمده بتن توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مي باشد همچنين كاربردهاي عمده بتن گازي توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مانند پانلهاي سقف و ديوار مورد استفاده قرار مي گيرند.

تاريخچه و وضعيت موجود توليد AAC در جهان
بتن گازي (A)) در دهه 1920 در كشور سوئد توليد گرديد انگيزه توليد آن دستيابي به ماده با خواص چوب نظير سبكي، عايق حرارتي و قابليت برش و شكل دادن و در عوض بدون معايب چوب همانند قابليت اشتعال و فساد پذيري آن بود. پس از سالهاي 1950 ساخت AAC در ديگر كشورها نيز آغاز شد و امروزه اين محصول با روش هاي مختلف و نامهاي متفاوت در بسياري از كشورها توليد مي گردد. محصولاتي كه تحت نام هاي تجاري ثبت شده نظير yatong , hebelx siporex , durox , unipol توليد و عرضه مي شوند كه در نسبت هاي طرح اختلاط ، مواد اوليه ، روش برش دادن بتن و مراحل پيش و پس فرآيند تفاوتهايي با يكديگر دارند.
مواد اوليه و كليات توليد بتن گازي (AAC)
در صنعت به بتن هوادار اتوكلاو شده بتن گازي گفته مي شود و با همين مشخصه از بتن هوادار اتوكلاو نشده (بتن كفي) متمايز مي شود.بطور كلي محصولات AAC از تركيب دو ماده زير تشكيل مي گردد.
الف- ماده با پايه سيليسي (ماسه سيليسي آسياب شده يا خاكستر بادي)
ب- ماده چسباننده

از سيمان پرتلند معمولي و آهك معمولا بعنوان چسباننده استفاده مي شود اين مواد در طي فرآيند اتوكلاو با سيليس واكنش انجام داده و سيليكات كلسيم هيدراته توليد مي شود.
يكي از روشهاي هوادار كردن بتن اعمال گاز است كه اين گاز توسط واكنش شيميايي در بتن توليد مي گردد. بدين منظور ملات بايد كارايي مناسب داشته باشد تا حباب ها در ملات بطور يكنواخت توسعه يافته و از ملات خارج نگردند بنابر اين سرعت ايجاد حباب گاز ، رواني دو غاب و زمان گسترش بايد هماهنگ باشند.

از معمولي ترين روش هاي اعمال گاز يا حباب در توليد بتن گازي استفاده از پودر آلومينيوم است مي توان از آلياژ آلومينيوم نيز براي حبابها استفاده نمود گاهي اوقات از پيروكسيد هيدروژن براي توليد حباب ها استفاده مي شود.جهت دستيابي به خواص بهتر مقاومتي و كاهش پديده جمع شدگي ، بتن هوادار تحت فشار و دماي بالا (اتوكلاو) و عمل آوري مي گردد اين فرآيند باعث توليد محصولي با ساختار كاملاً متفاوت نسبت به ماده اي كه اتو كلاو نشده مي گردد.

خواص بتن گازي
با توجه به موارد كاربرد ،بتن گازي در جرم هاي حجمي گوناگون و مقاومت هاي مختلف توليد مي شود .

جرم حجمي:
اين پارامتر از مهم ترين خصوصيات بتن گازي مي باشد و اكثر خواص اين بتن به آن بستگي دارد. از آنجايي كه جرم حجمي بستگي به وضعيت رطوبت نمونه دارد. جهت استانداردهاي كردن و مبناي مقايسه انواع بتن سبك، جرم حجمي در حالت خشك شده در كوره بعنوان معيار درنظر گرفته مي شود بتن گازي معمولاً با جرم حجمي خشك در محدود 400 تا g/m3 800 توليد مي شود.

مقاومت فشاري :
مقاومت فشاري بتن گازي نيز مانند بقيه بتن ها با افزايش جرم حجمي افزايش مي يابد همچنين وضعيت رطوبتي نمونه، در مقاومت فشاري آن تاثير مي گذارد مقاومت فشاري نمونه هاي خشك شده در هواي 15 تا 20 درصد بيشتر از نمونه هاي اشباع شده مي باشد با توجه به عمل آوري خاص اتوكلاو كه روي بتن گازي اعمال مي گردد اين نوع بتن ها در پايان اين فرآيند به مقاومت نهايي خود رسيده و مقاومت آنها افزايش محسوسي در طي زمان نخواهند داشت.

جمع شدگي ناشي از خشك شدن:
جمع شدگي ناشي از خشك شدن بتن با كاهش رطوبت آن شروع مي شود و آب از منافذ بزرگ خارج مي گردد اين كاهش رطوبت با كاهش حجم چنداني همراه نيست و با ادامه خشك شدن آب از منافذ مويين كوچك بتن و همچنين آب جذب شده روي سطوح داخلي مواد متشكله بتن گازي خارج مي گردد اين خشك شدن با كاهش قابل توجه حجم خمير سيمان همراه است بر اين اساس عامل اصلي جمع شدگي از دست رفتن آب منافذ مويين و آب جذب شده روي سطوح مي باشد . جمع شدگي بتن اتو كلاو شده كمتر از بتن معمولي مي باشد.استاندارد انگليس B.Sمقدار حداكثر مجاز جمع شدگي ناشي از خشك شدن را براي بلوكهاي گازي برابر 09/0 درصد تعيين مي كند.

جذب آب:
منظور از جذب آب درصد وزني آب جذب شده نسبت به وزن خشك نمونه بتن طي زماني مشخص استغراق در زير آب مي باشد مقدار جذب آب براي بتن معمولي حدود 5 تا 10درصد وزني مي باشد بتن گازي پس از پايان فرآيند اتوكلاو داراي حدود 30 درصد وزن رطوبت قابل تبخير است ميزان جذب آب نمونه هاي بتن گازي تا حدود 70 درصد وزني گزارش شده است.
نتايج آزمايشهاي موردي انجام شده روي نمونه هاي بتن گازي توليد داخل كشور:
در مباحث قبلي مشخصات عمومي بتن هاي گازي بر مبناي منابع بين المللي ارائه گرديد. در اين بخش نتايج آزمايشهاي انجام شده در بخش بتن مركز تحقيقات ساختمان و مسكن ساختمان و مسكن روي تعدادي نمونه بتن گازي توليد داخل كشور ارائه مي گردد . شايان ذكر است كه نمونه هاي آزمايش شده بصورت آماده براي انجام آزمايش دريافت گرديدند.

دو گروه بتن گازي توليد داخل با شناسنامه GI و GS تحت آزمايش هاي تعيين مقاومت فشاري 7 تعيين جذب آب، تعيين جرم حجمي خشك و تعيين جمع شدگي ناشي از خشك شدن از حالت اشباع قرار گرفتند كه نتايج آن به صورت خلاصه در جدول زير آمده است.
نام گروه مقاومت فشاري Mpa درصد جذب آب جرم حجمي خشك kg/m3 جمع شدگي
GI * 8/2 3/66 560 13% ***
GS 6/2 8/61 ** 525 1%

*آيين نامه دين آلمان نيز رنج مقاومتي 2 تا 8 مگا پاسكال را براي اين نوع بتن ها تعيين نموده است.
**قابليت جذب آب بالا از خصوصيات بتن هاي گازي مي باشد و درمنابع مختلف جذب آب 60 الي 70 درصد وزني نيز گزارش شده است.
شايان ذكر است كه اين مقادير بيشتر از مقادير مجاز ذكر شده در منابع مختلف است و اين مشكل اساسي بتنهاي گازي كشور نيز مي باشد.

بررسي توليدات بتن گازي در كشور
در حال حاضر در كشور دو شركت در حال فعاليت مي باشند. كه اطلاعات كل در خصوص وضعيت اين كارخانه ها بشرح ذيل مي باشند.
الف- مجتمع توليدي و صنعتي سيپور ( شركت فرآورده هاي ساختماني ايران)
اين مجتمع در اوايل دهه 1350 در منطقه آبيك قزوين ساخته شده و شامل دو خط توليد با نامهاي تجاري سيپوركس و ايتونگ مي باشد. اين مجتمع ( در معرض تعطيلي) داراي ظرفيت اسمي 1450 متر مكعب در دو شيفيت كاري در روز مي باشد كه بطور متوسط با نصف اين ظرفيت كار مي كند. ميزان مصالح اوليه، نحوه آماده سازي نمونه ها واتوكلاو نمودن در خطوط توليد سيپوركس ويتونگ قدري با يكديگر متفاوت است . هر چند توليد عمده كارخانه در حال حاضر بلوكهاي سبك ديواري اين مجتمع قادر به توليد پانلهاي بتن گازي مسلح نيز مي باشد.

ب- مجتمع توليدي بناي سبك (هبلكس)
اين كارخانه در منطقه باقرآباد ورامين واقع شده است اين كارخانه بصورت بلوكهاي سبك ديواري بوده و ظرفيت توليد آن بطور متوسط 200 متر مكعب روزانه در دو شيفت كاري است.(در ضمائم نتايج آزمايشات بعمل آمده بر روي اين محصول ارائه گرديده است)

نتايج مطالعه بر روي بتن هاي گازي :
خواص مطلوب اين نوع بتن شامل جرم حجمي پايين نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمي ،عايق بندي مناسب حرارتي و ثبات (جمع شدگي ناشي از خشك شدن) نسبتاً پايين باعث شده است كه اين ماده در بسياري از كشورهاي جهان مورد استفاده قرار گيرد .شايان ذكر است كه اين محصول نياز به ايجاد كارخانه اي با هزينه سرمايه گذاري اوليه نسبتاً بالا توليد مي گردد.

در حال حاضر توليد بتن هاي سبك گازي در كشور بصورت بلوكهاي سبك مي باشد كه در ساحتمان براي ساخت ديوارهاي جدا كننده داخلي و خارجي مورد استفاده قرار مي گيرد. شواهدي مبتني بر عدم يكنواختي انطباق توليدات كارخانه ها با حداقل الزمات ذكر شده در مدارك فني وجود دارد همچنين در زمينه كاربرد در برخي موارد مشكلاتي در خصوص ترك خوردگي جذب و انتقال رطوبت به داخل ساختمان مشاهده شده است.
بديهي است كاربرد مناسب و مطلوب بتن گازي در ساختمان مستلزم توليد بتن گازي با كيفيت مطلوب وهمچنين كاربرد مناسب آن در رابطه با مسايل و جزئيات اجرايي مي باشد
متاسفانه در كشور در زمينه استاندارد سازي اين محصول كار اندكي انجام شده و لازم است استانداردهاي تفضيلي براي تعيين حداقل شاخص هاي كيفيت قابل قبول و همچنين روشهاي استاندارد انجام آزمايش هاي تعيين كيفيت تدوين گردد.

- بتن كفي (Foam Concete)
بتن كفي يكي از انواع بتن هاي سبك مي باشد كه از ادغام كف توليد با ثبات كافي در خمير سيمان يا ملات حاصل مي گردد با توجه به محدوده وسيع جرم حجمي قابل دستيابي با بتن هاي كفي و پايين بودن نسبي سرمايه گذاري اوليه اين مصالح بعنوان راه حلي مناسب در مواردي كه كاهش وزن و يا عايق بندي حرارتي مدنظر باشد توسط توليد كنندگان عرضه مي شوند قبل از بكارگيري هر نوع بتن سبك لازم است ديگر خصوصيات فيزيكي و مكانيكي مهم آن ارزيابي شوند تا از مناسب بودن آن براي كاربرد مورد نظر اطمينان حاصل گردد. بر اين اساس بررسي گسترده آزمايشگاهي جهت تعيين خصوصيات فيزيكي و مكانيكي بتن كفي با محدوده جرم حجمي بين 800 تا 1500 كيلوگرم بر متر مكعب توسط كارشناسان شركت بتن سازه الوند و بخش بتن مركز تحقيقات ساختمان و مسكن انجام پذيرفت جزئيات اين مطالعه و نتايج حاصله در ضمائم حاضر ارائه گرديده است. زمينه هاي مناسب كاربرد بتن ها كفي كشور مواردي هستند كه جمع شدگي بالا قبول باشد در اين رابطه مي توان به كاربرد بتن كفي بعنوان عايق حرارتي ، پر كننده حفاري ها، بخش مياني پانل هاي ساندويچي و كابردهاي ژئوتكنيكي اشاره نمود.
ساختمان به طور مستقيم ( به لحاظ سبكي ويژه اين نوع بتن ) و صرفه جويي در مصرف انرژي بطور غير مستقيم ( به لحاظ عايق بودن اين نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتيجه كاهش ميزان مواد سوختي ) , از لحاظ اقتصادي گام هاي بلند و مهمامروزه مهندسين و معماران سازنده ساختمان در دنيا با استفاده از بتن سبك در قسمت هاي مختلف بنا با سبك كردن وزني برداشته اند .

فوم بتن پوششي است جديد جهت مصارف مختلف در ساختمان كه به علت خواص فيزيكي منحصر به فرد خود بتني سبك و عايق با مقاومت لازم و كيفيت مطلوب نسبت به نوع استفاده از آن ارائه ميدهد . اين پوشش از تركيب سيمان , ماسه بادي (ماسه نرم ) , آب و فوم ( ماده شيميائي توليد كننده كف ) تشكيل مي شود . ماده كف زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص , با سرعت زيادي , حباب هاي هوا را توليد و تثبيت نموده و كف حاصل كه كاملا پايدار مي باشد در ضمن اختلاط با ملات سيمان و ماسه بادي در دستگاه مخلوط كن ويژه , خميري روان تشگيل مي دهد كه به صورت درجا با در قالب هاي فلزي يا پلاستيكي قابل استفاده مي باشد . اين خمير پس از خشك شدن با توجه به درصد سيمان و ماسه بادي ( مطابق با جدول شماره 1 ) داراي وزن فضايي از 300 الي 1600 كيلو گرم در متر مربع خواهد بود .

ويژگي هاي عمده فوم بتن
1 _ عامل اقتصادي : سبكي وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن يا توجه به نوع كاربرد آن , بطور كلي به لحاظ اقتصادي مخارج ساختمان را ميزان قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد چون در نتيجه استفاده از آن , وزن اسكلت فلزي و ديوار ها و سقف كاهش يافته و ضمنا باعث كاهش مخارج فونداسيون و پي در ساختمان مي گردد كه با توجه به خواص فوق , با سبك تر بودن ساختمان , نيروي زلزله خسارات كمتري را در صورت وقوع متوجه آن مي سازد .
2 _ سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته با فوم بتن هزينه كمتري را نسبت به قطعات بتني دربرداشته و نصب قطعات بعلت سبكي آنها . بسيار آسان مي باشد , هر گونه نازك كاري براحتي روي پوشش فوم بتن قابل اجراست و ضمنا چسبندگي قابل توجهي با سيمان و گچ دارد .

3 _ خواص فوق العاده عايق بودن در مقابل گرما , سرما و صدا : فوم بتن به علت پائين بودن وزن مخصوص آن يك عايق موثر در مقابل گرما , سرما و صداست . ضريب انتقال حرارتي فوم بتن ( طبق جدول شماره 3 ) بين65 0/0 تا 435/0 k cal / m2 hc مي باشد ( ضريب هدايت حرارتي يتن معمولي بين 3/1 تا 7/1 مي باشد ) استفاده از فوم بتن بعنوان عايق باعث صرفه جويي در استفاده از وسائل گرم زا و سرما زا مي گردد . فوم بتن عايق مناسبي جهت صدا با ضريب زياد جذب آگوستيك به سمار مي رود كه در نتيجه بعنوان يك فاكتور رفاهي در جهت جلوگيري از ورود صداهاي اضافي اخيرا مورد توجه طراحان قرا كرفته است .

4 _ خصوصيات عالي در مقابل يخ زدگي و فرسايش ناشي از آن و مقاومت در برابر نفوذ رطوبت و آب : نظر به اينكه فوم بتن در قشرهاي سطحي داراي تخلخل فراوان مي باشد در نتيجه شكاف هاي موئين و و درزهاي كمتري در سطح ايجاد مي شود و اگر پوشش فوم بتن با ضخامت كافي مورد استفاده قرار گيرد در مقابل خطر نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبي خواهد داشت .
5 _ مقاومت فوق العاده در مقابل آتش : مقاومت فوم بتن در مقابل آتش فوق العاده مي باشد .
به طور مثال قطعه اي از نوع فوم بتن با وزن فضايي 700 الي 800 كيلو گرم در متر مكعب كه حداقل 8 سانتي متر ضخامت داشته با شد به راحتي تا 1270 درجه سانتي گراد را تحمل مي نمايد و اصولا در وزن هاي پائين غير قابل احتراق است .
6_ قابل برش بودن :6 به دليل قابل برش بودن با اره نجاري و ميخ پذير بودن آن . كارهاي سيم كشي و نصب لوازم برقي و تاسيسات خيلي سريع و به راحتي قابل عمل خواهد بود .

كاربرد فوم بتن در ساختمان
1 _ شيب بندي پشت بام : فوم بتن با صرفه ترين و محكم ترين مصالح سبكي است كه مي توان از آن براي پوشش شيب بندي استفاده نمود . نظر به اينكه با دستگاه مخصوص به صورت بتن يكپارچه در محل قابل تهيه و استفاده است مي توان مستقيما روي آن را عايق بندي يا ايزولاسيون نمود .
2 _ كف بندي طبقات : به دليل سبكي وزن فوم بتن و آسان بودن تهيه آن . مي توان تمامي كف طبقات . محوطه و بالكن ساختمان را بعد از اتمام كارهاي تاسيساتي با آن پوشانده و بلافاصله عمليات بعدي را مستقيما روي آن انجام داد .
3 _ بلوك هاي غير بار بر سبك : با بلوك هاي تو پر به ابعاد دلخواه مي توان تمامي كار تيغه بندي قسمت هاي جدا كننده ساختمان را با استفاده از ملات يا چسب بتن انجام داد . با اين نوع بلوك ها علاوه بر اينكه از سنگين كردن ساختمان جلوگيري مي شود عمليات حمل و نصب خيلي سريع انجام مي گيرد و دست مزد كمتري هزينه مي شود . پس از اجراي ديوار مي توان مستقيما روي آن را گچ نمود . اين بلوك ها داراي وزن فضايي بين 800 الي 1100 كيلو گرم مي باشند .
4 _ پانل هاي جدا كننده يكپارچه و نرده هاي حصاري جهت محوطه و كاربري در موارد خاص : جهت ساخت ديوارهاي سردخانه ها . گرم خانه ها و سالن هاي ضد صدا مي توان در محل با قالب بندي . فوم بتن را به صورت يك پارچه عمودي ريخت . به دليل ويژگي عمده عايق بودن اين نوع بتن . جهت عيق بندي سردخانه ها . گرم خانه ها . پوشش لوله هاي حرارتي و برودتي و ...... كاربرد مهمي دارد . ضمنا به دليل اينكه عايق صدا مي باشد براي موتورخانه ها و اتاق هاي آكوستيك مورد استفاده وسيع قرار مي گيرد

برنامه آزمايش ها
برنامه آزمايشگاهي به منظور تعيين خواص فيزيكي و مكانيكي بتن هاي كفي با جرم حجمي هاي مختلف انجام گرفت خصوصيات مورد نظرشان شامل وزن مخصوص و خشك، جذب آب، مويين، جمع شدگي ناشي از خشك شدن ، مقاومت هاي فشاري محاسبه گرديده است .
مصالح بكار رفته

سيمان: سيمان مصرفي از نوع سيماان پرتلند
ماسه: ماسه بكار رفته در اين تحقيق از نوع ريز استفاده گرديد.
مواد كفزا و تثبيت كننده كف: مواد كفزا و تثبيت كننده كف مورد استفاده بانسبت هاي مختلف با آب رقيق گرديد.

طرح اختلاط
طرح اختلاط بتن كفي درهر محدوده جرم حجمي بر اساس حجم مطلق مواد اوليه تعيين گرديد حجم آب هيدراسيون بعنوان درصدي از ميزان سيمان در نظر گرفته شد. ميزان سيمان مطابق با محدوده توصيه شده مراجع مختلف استفاده گرديده و با كم كردن وزن سيمان و آب هيدراسيون از جرم حجمي خشك مورد نظر وزن ماسه در مخلوط مشخص گرديد. با محاسبه مقدار آب اختلاط به منظور دستيابي به يكنواختي مورد نظر وبا داشتن مقادير حجم هاي سيمان و ماسه در مخلوط ، حجم منافذ هوا و درنتيجه حجم كف مورد نياز مشخص مي گردد.

تحليل نتايج آزمايشها
مقاومت فشاري
مقاومت فشاري مخلوطهاي بتن كفي تا حد زيادي تحت تاثير مقادير نسبت آب به سيمان مي باشد مخلوطهاي با نسبت آب به سيمان كمتر در جرم حجمي هاي مشابه داراي مقاومت هاي بالاتري مي باشند بكارگيري ماسه درشت تر ،خصوصاً در مخلوطهاي سنگين تر كه منجر به كاهش قابل توجه نسبت آب به سيمان گرديد. عملكرد مناسب تر اين مخلوطها از نظر مقاومت فشاري را به دنبال دارد. قابل توجه است كه كف اضافه شده ه مخلوهاي خود داراي مقدار آب بوده به حجم كف مصرف شده و جرم حجمي آن بستگي دارد.
خوشبختانه نتايج مقاومت بدست آمده براي طرح هاي مختلف بسياري از نياز هاي مورد نظر را تامين مي نمايد و عملا محدوديت استفاده در بخشهاي مختلف ساختمان ايجاد نمي نمايد.

جذب آب مويين
جذب آب بصورت وزن آب در واحد سطح نمونه (g/cm2) قابل محاسبه مي باشد. نتايج بدست آمده نشان داد كه جبابهاي هوا در مخلوطهاي بتن كفي مورد مطالعه نفوذ ناپذير نبوده و جذب آب مشاهده مربوط به خمير سيمان است.و مقادير بدست آمده در حد استاندارد مي باشد
جمع شدگي ناشي از خشك شدن
جمع شدگي ناشي از خشك شدن مخلوط ها توسط منشور 5/28*5/7*5/7 سانتيمتر تعيين گرديد نمونه ها پس از 28 روز عمل آوري مرطوب به شرايط معمولي آزمايشگاه با رطوبت نسبي حدود 40 درصد منتقل شدند مقدار جمع شدگي ناشي از خشك شدن هر مخروط با اندزه گيري طول نمونه ها در فواصل زماني مختلف تعيين گرديد
مقدار زياد جمع شدگي ناشي از خشك شدن تن كفي جنبه مهمي است كه در موارد استفاده از اين ماده بايد در نظر گرفته شود در حقيقت برخي نشريه هاي فني در مورد بتن كفي مصرف اين ماده را محدود به مواردي كه جمع شدگي بالا مسئله ساز نباشد نموده اند.خوشبختانه در اين خصوص نيز محصولات مورد آزمايش نتايج مناسبي را ارائه نموده اند.

نتايج مطالعه بر روي بتن كفي
جذب آب و جذب مويين بتن هاي كفي مشابه بتن هاي معمولي و قابل قبول بوده است در صورتيكه از كف مناسب در تهيه اين نوع بتن استفاده شود حتي عملكرد بتن كفي با جرم حجمي 800 كيلوگرم بر متر مكعب مشابه بتن معمولي با نسبت آب به سيمان مشابه مي باشد.
جمع شدگي ناشي از خشك شدن بتنهاي كفي در ايران نسبتاً زياد است كه نمونه هاي توليدي اين شركت اين موضوع را با استفاده از نوع خاصي از مواد كفزا همراه با مواد تثبيت كننده و كاهش دهنده جمع شدگي مرتفع نموده است.

نصب بتن اسفنجی
نصب بتن اسفنجی شامل 4 اساسی است:
1)مخلوط کردن
2)جاگذاری کردن
3)تراکم و فشردگی
4)عمل اوردن بتن

بوجود اوردن قرار دادن و عمل اوردن بتن اسفنجی همه جای به اینکه در یک کارخانه زیر شرایط یکسان انجام شوند در محل کار (پای کار) انجام می شوند
اگر چه بتن اسفنجی می تواند توسط همان تهیه کننده های بتن تو پر تهیه شده و توسط همان کامیونهای بتن تو پر تحویل داده شود اما این ویژگیهای فیزیکی منحصر به فردش است که نیاز به یک پیمانکار با تجربه تخصصی دارد . همچنین تفاوتهای ساختاری ما بین بتن اسفنجی و بتن غیر قابل نفوذ نصب متفاوت ان را نیازمند است.
به هر حال کیفیت و عملکرد بتن اسفنجی بستگی به میزان اشنایی و عملکرد نسب کننده وخاصیت ضربه های ساختاری دارد این نوع بتن به دلیل مقاومت نسبتا پایین 400psiالی 4000psiاست اساس مشخص شده و پذیرفته شده ای برای مفاومت بالا نیست و مثله مهمتر در موفقیت یک روسازی بتن اسفنجی مقدر پوکی ان است البته بایدبدانیم که زیر سازی این بتن و زمین زیرینش نباید کاملا غیر قابل نفوذ باشد و باید حداقل انکی خاک وزیر سازه ان نفوذ پذیری داشت باشد در منهطق مناسه ای هم بت اسفنجی مستقیما بالای ماسه گذاشته می شود همچنین باید به این موضوع اشاره کرد کعه یخ زدن اب در این بتن مشکلی ایجاد نمی کند زیرا ازمایشهایی صورت رفته که در ان بتن اسفنجی را به مدت بیش از 15 سال در اب وهوای سرد گذاشته واب باران و برف پس از ورود به داخل بتن یخ میزند کاربرد موفق بتن اسفنجی در این مناطق این مثله را حل نموده ومشکلی ر در به کار بردن این بتن در این مناطق وجود ندارد

نقش مواد افزودنی (مواد دارای خواص سیمانی ) در بتن اسفنجی
مواد افزودنی که در بتن اسفجی به کار می روند عبارتند از : رقیق کننده های سیمان خاکستر بادی و پوزولان طبیعی روباره وبخار سیلیس
حال به برخی از انه که نقش بسیار مهمی در ساختار بتن دارند و می توانند به جای سمان مورد استفاده قرار گی رند که در ایران از انها به ندرت استفاده می شود اشاره میکنیم در واقع این مواد بر عملکرد زمان گیرش میزان افزایش مقاومت تخلخل نفوذ پذیری و غیره در بت تاثیر می گذارند در یک کلام کلید عملکرد بالای بتن در استفاده از موا افزودنی است از ان جمله می خواهیم به گاز سیلیس خاکستر بادی و روباره که همگی دوام بتن را به وسیله کم کردن نفوذ پذیری و شکاف افایش می دهتد اشاره کنیم

- بتن كفي (Foam Concrete)
بتن كفي يكي از انواع بتن هاي سبك مي باشد كه از ادغام كف توليد با ثبات كافي در خمير سيمان يا ملات حاصل مي گردد با توجه به محدوده وسيع جرم حجمي قابل دستيابي با بتن هاي كفي و پايين بودن نسبي سرمايه گذاري اوليه اين مصالح بعنوان راه حلي مناسب در مواردي كه كاهش وزن و يا عايق بندي حرارتي مدنظر باشد توسط توليد كنندگان عرضه مي شوند قبل از بكارگيري هر نوع بتن سبك لازم است ديگر خصوصيات فيزيكي و مكانيكي مهم آن ارزيابي شوند تا از مناسب بودن آن براي كاربرد مورد نظر اطمينان حاصل گردد. بر اين اساس بررسي گسترده آزمايشگاهي جهت تعيين خصوصيات فيزيكي و مكانيكي بتن كفي با محدوده جرم حجمي بين 800 تا 1500 كيلوگرم بر متر مكعب توسط كارشناسان شركت بتن سازه الوند و بخش بتن مركز تحقيقات ساختمان و مسكن انجام پذيرفت جزئيات اين مطالعه و نتايج حاصله در ضمائم حاضر ارائه گرديده است. زمينه هاي مناسب كاربرد بتن ها كفي كشور مواردي هستند كه جمع شدگي بالا قبول باشد در اين رابطه مي توان به كاربرد بتن كفي بعنوان عايق حرارتي ، پر كننده حفاري ها، بخش مياني پانل هاي ساندويچي و كابردهاي ژئوتكنيكي اشاره نمود.
ساختمان به طور مستقيم ( به لحاظ سبكي ويژه اين نوع بتن ) و صرفه جويي در مصرف انرژي بطور غير مستقيم ( به لحاظ عايق بودن اين نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتيجه كاهش ميزان مواد سوختي ) , از لحاظ اقتصادي گام هاي بلند و مهمامروزه مهندسين و معماران سازنده ساختمان در دنيا با استفاده از بتن سبك در قسمت هاي مختلف بنا با سبك كردن وزني برداشته اند .

فوم بتن پوششي است جديد جهت مصارف مختلف در ساختمان كه به علت خواص فيزيكي منحصر به فرد خود بتني سبك و عايق با مقاومت لازم و كيفيت مطلوب نسبت به نوع استفاده از آن ارائه ميدهد . اين پوشش از تركيب سيمان , ماسه بادي (ماسه نرم ) , آب و فوم ( ماده شيميائي توليد كننده كف ) تشكيل مي شود . ماده كف زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص , با سرعت زيادي , حباب هاي هوا را توليد و تثبيت نموده و كف حاصل كه كاملا پايدار مي باشد در ضمن اختلاط با ملات سيمان و ماسه بادي در دستگاه مخلوط كن ويژه , خميري روان تشگيل مي دهد كه به صورت درجا با در قالب هاي فلزي يا پلاستيكي قابل استفاده مي باشد . اين خمير پس از خشك شدن با توجه به درصد سيمان و ماسه بادي ( مطابق با جدول شماره 1 ) داراي وزن فضايي از 300 الي 1600 كيلو گرم در متر مربع خواهد بود .

ويژگي هاي عمده فوم بتن
1 _ عامل اقتصادي : سبكي وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن يا توجه به نوع كاربرد آن , بطور كلي به لحاظ اقتصادي مخارج ساختمان را ميزان قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد چون در نتيجه استفاده از آن , وزن اسكلت فلزي و ديوار ها و سقف كاهش يافته و ضمنا باعث كاهش مخارج فونداسيون و پي در ساختمان مي گردد كه با توجه به خواص فوق , با سبك تر بودن ساختمان , نيروي زلزله خسارات كمتري را در صورت وقوع متوجه آن مي سازد .
2 _ سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته : حمل و نقل قطعات پيش ساخته با فوم بتن هزينه كمتري را نسبت به قطعات بتني دربرداشته و نصب قطعات بعلت سبكي آنها . بسيار آسان مي باشد , هر گونه نازك كاري براحتي روي پوشش فوم بتن قابل اجراست و ضمنا چسبندگي قابل توجهي با سيمان و گچ دارد
3 _ خواص فوق العاده عايق بودن در مقابل گرما , سرما و صدا : فوم بتن به علت پائين بودن وزن مخصوص آن يك عايق موثر در مقابل گرما , سرما و صداست . ضريب انتقال حرارتي فوم بتن ( طبق جدول شماره 3 ) بين65 0/0 تا 435/0 k cal / m2 hc مي باشد ( ضريب هدايت حرارتي يتن معمولي بين 3/1 تا 7/1 مي باشد ) استفاده از فوم بتن بعنوان عايق باعث صرفه جويي در استفاده از وسائل گرم زا و سرما زا مي گردد . فوم بتن عايق مناسبي جهت صدا با ضريب زياد جذب آگوستيك به سمار مي رود كه در نتيجه بعنوان يك فاكتور رفاهي در جهت جلوگيري از ورود صداهاي اضافي اخيرا مورد توجه طراحان قرا كرفته است .

4 _ خصوصيات عالي در مقابل يخ زدگي و فرسايش ناشي از آن و مقاومت در برابر نفوذ رطوبت و آب : نظر به اينكه فوم بتن در قشرهاي سطحي داراي تخلخل فراوان مي باشد در نتيجه شكاف هاي موئين و و درزهاي كمتري در سطح ايجاد مي شود و اگر پوشش فوم بتن با ضخامت كافي مورد استفاده قرار گيرد در مقابل خطر نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبي خواهد داشت .
5 _ مقاومت فوق العاده در مقابل آتش : مقاومت فوم بتن در مقابل آتش فوق العاده مي باشد .
به طور مثال قطعه اي از نوع فوم بتن با وزن فضايي 700 الي 800 كيلو گرم در متر مكعب كه حداقل 8 سانتي متر ضخامت داشته با شد به راحتي تا 1270 درجه سانتي گراد را تحمل مي نمايد و اصولا در وزن هاي پائين غير قابل احتراق است .
6_ قابل برش بودن :6 به دليل قابل برش بودن با اره نجاري و ميخ پذير بودن آن . كارهاي سيم كشي و نصب لوازم برقي و تاسيسات خيلي سريع و به راحتي قابل عمل خواهد بود .

كاربرد فوم بتن در ساختمان
1 _ شيب بندي پشت بام : فوم بتن با صرفه ترين و محكم ترين مصالح سبكي است كه مي توان از آن براي پوشش شيب بندي استفاده نمود . نظر به اينكه با دستگاه مخصوص به صورت بتن يكپارچه در محل قابل تهيه و استفاده است مي توان مستقيما روي آن را عايق بندي يا ايزولاسيون نمود .
2 _ كف بندي طبقات : به دليل سبكي وزن فوم بتن و آسان بودن تهيه آن . مي توان تمامي كف طبقات . محوطه و بالكن ساختمان را بعد از اتمام كارهاي تاسيساتي با آن پوشانده و بلافاصله عمليات بعدي را مستقيما روي آن انجام داد .
3 _ بلوك هاي غير بار بر سبك : با بلوك هاي تو پر به ابعاد دلخواه مي توان تمامي كار تيغه بندي قسمت هاي جدا كننده ساختمان را با استفاده از ملات يا چسب بتن انجام داد . با اين نوع بلوك ها علاوه بر اينكه از سنگين كردن ساختمان جلوگيري مي شود عمليات حمل و نصب خيلي سريع انجام مي گيرد و دست مزد كمتري هزينه مي شود . پس از اجراي ديوار مي توان مستقيما روي آن را گچ نمود . اين بلوك ها داراي وزن فضايي بين 800 الي 1100 كيلو گرم مي باشند .
4 _ پانل هاي جدا كننده يكپارچه و نرده هاي حصاري جهت محوطه و كاربري در موارد خاص : جهت ساخت ديوارهاي سردخانه ها . گرم خانه ها و سالن هاي ضد صدا مي توان در محل با قالب بندي . فوم بتن را به صورت يك پارچه عمودي ريخت . به دليل ويژگي عمده عايق بودن اين نوع بتن . جهت عيق بندي سردخانه ها . گرم خانه ها . پوشش لوله هاي حرارتي و برودتي و ...... كاربرد مهمي دارد . ضمنا به دليل اينكه عايق صدا مي باشد براي موتورخانه ها و اتاق هاي آكوستيك مورد استفاده وسيع قرار مي گيرد

برنامه آزمايش ها
برنامه آزمايشگاهي به منظور تعيين خواص فيزيكي و مكانيكي بتن هاي كفي با جرم حجمي هاي مختلف انجام گرفت خصوصيات مورد نظرشان شامل وزن مخصوص و خشك، جذب آب، مويين، جمع شدگي ناشي از خشك شدن ، مقاومت هاي فشاري محاسبه گرديده است .

مصالح بكار رفته
سيمان: سيمان مصرفي از نوع سيماان پرتلند
ماسه: ماسه بكار رفته در اين تحقيق از نوع ريز استفاده گرديد.
مواد كفزا و تثبيت كننده كف: مواد كفزا و تثبيت كننده كف مورد استفاده بانسبت هاي مختلف با آب رقيق گرديد.

طرح اختلاط
طرح اختلاط بتن كفي درهر محدوده جرم حجمي بر اساس حجم مطلق مواد اوليه تعيين گرديد حجم آب هيدراسيون بعنوان درصدي از ميزان سيمان در نظر گرفته شد. ميزان سيمان مطابق با محدوده توصيه شده مراجع مختلف استفاده گرديده و با كم كردن وزن سيمان و آب هيدراسيون از جرم حجمي خشك مورد نظر وزن ماسه در مخلوط مشخص گرديد. با محاسبه مقدار آب اختلاط به منظور دستيابي به يكنواختي مورد نظر وبا داشتن مقادير حجم هاي سيمان و ماسه در مخلوط ، حجم منافذ هوا و درنتيجه حجم كف مورد نياز مشخص مي گردد.

تحليل نتايج آزمايشها
مقاومت فشاري
مقاومت فشاري مخلوطهاي بتن كفي تا حد زيادي تحت تاثير مقادير نسبت آب به سيمان مي باشد مخلوطهاي با نسبت آب به سيمان كمتر در جرم حجمي هاي مشابه داراي مقاومت هاي بالاتري مي باشند بكارگيري ماسه درشت تر ،خصوصاً در مخلوطهاي سنگين تر كه منجر به كاهش قابل توجه نسبت آب به سيمان گرديد. عملكرد مناسب تر اين مخلوطها از نظر مقاومت فشاري را به دنبال دارد. قابل توجه است كه كف اضافه شده ه مخلوهاي خود داراي مقدار آب بوده به حجم كف مصرف شده و جرم حجمي آن بستگي دارد.
خوشبختانه نتايج مقاومت بدست آمده براي طرح هاي مختلف بسياري از نياز هاي مورد نظر را تامين مي نمايد و عملا محدوديت استفاده در بخشهاي مختلف ساختمان ايجاد نمي نمايد.
جذب آب مويين
جذب آب بصورت وزن آب در واحد سطح نمونه (g/cm2) قابل محاسبه مي باشد. نتايج بدست آمده نشان داد كه جبابهاي هوا در مخلوطهاي بتن كفي مورد مطالعه نفوذ ناپذير نبوده و جذب آب مشاهده مربوط به خمير سيمان است.و مقادير بدست آمده در حد استاندارد مي باشد


جمع شدگي ناشي از خشك شدن
جمع شدگي ناشي از خشك شدن مخلوط ها توسط منشور 5/28*5/7*5/7 سانتيمتر تعيين گرديد نمونه ها پس از 28 روز عمل آوري مرطوب به شرايط معمولي آزمايشگاه با رطوبت نسبي حدود 40 درصد منتقل شدند مقدار جمع شدگي ناشي از خشك شدن هر مخروط با اندزه گيري طول نمونه ها در فواصل زماني مختلف تعيين گرديد
مقدار زياد جمع شدگي ناشي از خشك شدن تن كفي جنبه مهمي است كه در موارد استفاده از اين ماده بايد در نظر گرفته شود در حقيقت برخي نشريه هاي فني در مورد بتن كفي مصرف اين ماده را محدود به مواردي كه جمع شدگي بالا مسئله ساز نباشد نموده اند.خوشبختانه در اين خصوص نيز محصولات مورد آزمايش نتايج مناسبي را ارائه نموده اند.
نتايج مطالعه بر روي بتن كفي
جذب آب و جذب مويين بتن هاي كفي مشابه بتن هاي معمولي و قابل قبول بوده است در صورتيكه از كف مناسب در تهيه اين نوع بتن استفاده شود حتي عملكرد بتن كفي با جرم حجمي 800 كيلوگرم بر متر مكعب مشابه بتن معمولي با نسبت آب به سيمان مشابه مي باشد.
جمع شدگي ناشي از خشك شدن بتنهاي كفي در ايران نسبتاً زياد است كه نمونه هاي توليدي اين شركت اين موضوع را با استفاده از نوع خاصي از مواد كفزا همراه با مواد تثبيت كننده و كاهش دهنده جمع شدگي مرتفع نموده است.


منابع :
مرکز عمران ایران – مقالات
Error 404 - Page not found
پایگاه علمی همکلاسی - عوامل عريان شدن در روسازي آسفالتي
persianblog.com - Informationen zum Thema persian blog. Diese Website steht zum Verkauf!