نحوه ساخت بتن سبک

بتن سبک چیست؟

قبل ازینکه بخواهیم نحوۀ ساخت بتن سبک توضیح دهیم؛ بیایید کمی با بتن سبک آشنا شویم. مخلوط بتن سبک به آن دسته از بتن‌هایی گفته می شود که به دلیل وجود حفره‌های کوچک یا حباب هوا نسبت به بتن های دیگر وزن مخصوص کمی دارند. فضای خالی به صورت منافذ میکروسکوپی در ملات یا از طریق اتصال نامناسب متقاطع بین ذرات بتن یا درون خود سنگدانه ایجاد شود.

بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی یا با چگالی بالا، مقاومت ساختاری مشخصی دارد. همانطور که می‌دانیم تمام اجزای سازه مسئول استحکام سازه نیستند، چنین بتنی برای ساخت آن قطعات بسیار مفید است.

بتن سبک بار مرده را  20٪ تا 80٪ بسته به نوع اجزای مورد استفاده، با تغییر در استحکام کاهش دهند. علاوه بر این، دارای استحکام ساختاری پایینی هستند. استحکام آن‌ها همچنان از عناصر بنایی مانند آجر بالاتر است.

هوا یک عامل عایق عالی است. از آنجایی که بتن سبک حاوی حباب هوا در داخل آن است، این بتن سبک وزن عایق حرارتی و عایق صوتی بسیار بالایی دارد.

نحوۀ ساخت بتن سبک

همانطور که در ابتدای مطلب اشاره کردیم، تولید بتن سبک بتن سبک را می‌توان به روش‌های مختلفی ساخت.

• یا با ایجاد فضای خالی درزهای متقاطع متعدد
• یا با اصلاح عامل سیمانی با منافذ متعدد که ساختار سلولی ایجاد می‌کند
• یا با استفاده از سنگدانه‌های بسیار سبک.

 

هر روشی که پذیرفته شود، مکانیسم اصلی بتن سبک وارد کردن حفره‌های هوا یا حباب به منظور کاهش وزن و افزایش حجم است.

بر اساس نحوه ساخت بتن سبک به سه نوع تقسیم می‌شوند؛

• ساخت بتن سبک با سنگدانه سبک؛

سنگدانه متخلخل سبک مانند پوکه، خاکستر آتشفشانی، ورموکولیت، پرلیت، سنگ بازالت و سیمان تیپ ۲ و … برای کاهش چگالی بتن استفاده می‌شود. وزن مخصوص این بتن معمولاً کمتر از 2 است. تفاوت مقاومت سازه‌ای در فرم بتن با استفاده از سنگدانه‌های معمولی و این گونه سنگدانه ها با حفظ تمام مواد دیگر در کیفیت و نسبت یکسان تنها 30 درصد است.

بنابراین به همین دلایل، بتن با استفاده از سبک وزن نیز با هدف کاهش چگالی در معرض طراحی مقاومت سازه ای قرار می گیرد. چگالی چنین بتن هایی از 1400 کیلوگرم بر متر مکعب تا 1800 کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است و مقاومت این بتن به طور کلی با 17 مگاپاسکال و بیشتر شروع می شود که به ترکیب طراحی آنها بستگی دارد.

 

• ساخت بتن سبک با بتن هوادهی؛

در این روش ساخت بتن سبک منافذ میکروسکوپی به شکل یکنواخت به خوبی توزیع شده در بتن با استفاده از مواد تشکیل دهنده کف اضافی مانند آلومینیوم در مخلوط بتن به دست می‌آید. پودر آلومینیوم با هیدروکسید کلسیم واکنش می‌دهد و گاز هیدروژن می‌دهد که حباب هوا را تشکیل می‌دهد که در هنگام گیرش گاز را در داخل بتن به داخل می‌برد.

همچنین برخی اوقات از مواد تشکیل دهنده کف (پروتئین هیدرولیز شده یا صابون های رزینی) برای تشکیل فوم ها استفاده می شود. حباب هوا ساختار بتن را اسفنجی یا سلولی می کند.

بتن در کنار مقایسه چگالی معادل آن با سایر مصالح، می‌توان گفت مقاومت نسبتاً بالایی دارد. این بتن می تواند بار را تا 80 درصد کاهش دهد اما برای مقاومت سازه مناسب نیست. بنابراین این بتن به شکل بلوک هایی نیز پیش ساخته می شود که به راحتی بلند شده و به عنوان واحد بنایی قرار می گیرد. علاوه بر این، از این بلوک های پیش ساخته بلند به عنوان دال برای سازه های فولادی نیز استفاده می شود.

به دلیل حفره های زیاد هوا، می تواند عملکرد پخت داخلی را به بتن تسهیل کند. چگالی آنها بین 550 کیلوگرم بر مترمکعب تا 990 کیلوگرم بر متر مکعب بسیار کمتر است، به طوری که حتی می توانند روی آب شناور شوند. کمک به استفاده از مصالح سبک، آلومینیوم و سایر مواد افزودنی می تواند این امر را ایجاد کند. با این حال، آنها دارای استحکام ساختاری بسیار کمی از 4MPa-12MPa هستند.

 

• ساخت بتن سبک با طرح ترکیبی از بتن سبک

در این طرز ساخت بتن سبک سنگدانه ریز به طور کامل از مخلوط حذف می‌شود تا حفره‌های بینابینی ایجاد شود. این بتن مستعد ایجاد ترک های داخلی بوده و به خوبی متراکم نمی‌شود. و به همین دلیل چگالی آن کاهش می‌یابد.

سنگدانه درجه بندی شده با شکاف به منظور جلوگیری از پیوند بینابینی یا تراکم ترجیح داده می شود. آنها برای مسیرهای مقاوم در برابر رطوبت، سازه های موقت و دیوارهای باربر خارجی مفید هستند. چگالی این بتن نیز 25%-30% کمتر از بتن معمولی است.

چگالی می تواند از 700 کیلوگرم بر متر مکعب (با استفاده از سنگدانه سبک) -1600/1900 کیلوگرم بر متر مکعب (با استفاده از سنگدانه معمولی) متغیر باشد. و قدرت آنها در 4MPa-14MPa نهفته است. آنها در هنگام خشک شدن انقباض کمی از خود نشان می دهند و تمایل به تفکیک کمتری دارند. اما لازم به ذکر است که تراکم از طریق دستگاه های ارتعاشی ممنوع است، هر چند تراکم ساده از طریق میله مجاز باشد.

نحوه تولید و اختلاط بتن سبک

بسته به سنگدانه درشت مورد استفاده و مقاومت مورد نیاز محصول نهایی، دستورهای مختلفی برای ساخت بتن سبک وجود دارد. استفاده از ماسه کمتر می تواند محصول را سبک تر کند، اما همچنین می‌تواند بتن را از نظر ساختاری ضعیف تر کند. یک دستور ساده برای بتن سبک اصلی ترکیب 8 قسمت ماسه، 8 قسمت سیمان و 8 قسمت پرلیت با 5 قسمت آب است.

از طرف دیگر، می‌ توانید دستورالعمل ‌ها را برای اکثر مخلوط ‌های بتن معمولی دنبال کنید و از سوی دیگر، شن مورد نیاز را با نیمی از وزن سنگدانه سبک انتخابی خود جایگزین کنید؛ زیرا تقریباً نیمی از وزن بتن را شن تشکیل می دهد.

هر دستوری را که برای اختلاط انتخاب می‌کنید. همیشه از ماسک استفاده کنید تا گرد و غبار از دهان و ریه های شما دور شود و برای جلوگیری از سوختن دستان خود با بتن، دستکش بپوشید. همچنین، آب را به آرامی اضافه کنید زیرا رطوبت موجود در هوا ممکن است شما را مجبور به مصرف بیشتر یا کمتر از آنچه در دستور اختلاط نوشته شده است، کند. بتن نهایی باید به گونه ای باشد که در دست شما جمع شود و شکل خود را حفظ کند. آب کم باعث می شود بتن پخش شود و کار با آن سخت شود. اما آب زیاد آن را روان و فاقد ساختار می کند.

 

چگونه بتن سبک را قویتر کنیم؟

به جای جایگزینی تمام سنگدانه‌های موجود در مخلوط با سنگدانه‌های سبک، می‌توانید تنها 25 درصد از سنگدانه‌ها را با گزینه‌های سبک‌تر جایگزین کنید. این بدان معنی است که مخلوط هنوز کاملاً قوی است زیرا 3/4 از سنگدانه‌های بتن معمولی وجود دارد. اما اگر به دنبال دوری کامل از سنگدانه‌های با وزن کامل هستید، ممکن است ایده خوبی باشد که دستور مخلوط بتن را با مواد افزودنی اصلاح کنید. به ویژه بتن سبک وزن دارای مقاومت کششی بسیار پایینی است که چیزی است که حتی بتن با استحکام کامل نیز فاقد آن است.

افزودن الیاف شیشه خرد شده یا فایبرگلاس به مخلوط سبک وزن به افزایش استحکام کلی کمک می کند. افزودن PVA (پلی وینیل استات / چسب سفید) به مخلوط نیز استحکام مخلوط سبک وزن نهایی را بهبود می بخشد. حداقل 10 درصد از آب مخلوط خود را با یک محصول PVA اصلاح شده جایگزین کنید و این کار باعث می شود که سنگدانه ها بیشتر به یکدیگر متصل شوند و استحکام خالص و مقاومت فشاری مخلوط افزایش یابد. در نهایت، می توانید بتن سبک خود را ضخیم تر کنید تا مقاومت را افزایش دهید.

 

مزایای بتن سبک

حال که با طرز ساخت بتن سبک آشنا شدیم. باید بدانید که استفاده از بتن سبک در ساخت و سازها مزایای مختلفی را ارائه می‌دهد. که در ادامه مرور کوتاهی بر آن‌ها خواهیم داشت.

• بار مرده ساختمان را کاهش می‌دهد.
• حمل و نقل آن آسان است و از این رو هزینه حمل و نقل و جابجایی را کاهش می‌دهد.
• کارایی را بهبود می‌بخشد.
• بتن سبک رسانایی حرارتی کمتری دارد.
• در زمان ساخت ساختمان، اتاق هایی که قرار است سیستم تهویه هوای مطبوع در آن ها تعبیه شود، استفاده از بتن سبک در چنین مکانی باعث آسایش حرارتی خوب و مصرف برق کمتر می‌شود.
• نسبتا قوی تر و بادوام‌تر است.
• عملکرد و مقاومت خوب در برابر یخ زدگی و آب شدن در مقایسه با بتن معمولی.
• استفاده از بتن سبک باعث خروج ضایعات صنعتی مانند خاکستر بادی، کلینکر، سرباره و غیره می‌شود که دفع آن مشکل ایجاد می‌کند.
• مقاومت بالایی در برابر آتش نشان می ‌دهد.
• بتن سبک باعث صرفه جویی کلی می‌شود.

 

معایب بتن سبک

در کنار مزایایی که بر شمردیم، بتن سبک معایبی نیز دارد که در این بخش به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

• بتن سبک به طور کلی نسبت به محتوای آب در مخلوط بسیار حساس است.
• به دلیل تخلخل و زاویه دار بودن سنگدانه ها، عملیات نصب، قرارگیری و تکمیل آن با کمی پیچیدگی و دشواری همراه است؛ از این رو به نیروی کار ماهر نیاز است.
• ملات سیمان در برخی موارد ممکن است سنگدانه ها را جدا کرده و روی سطح شناور کند.
• زمان اختلاط نسبتاً طولانی‌ تر از بتن معمولی است تا از اختلاط مناسب بتن اطمینان حاصل شود.
• بتن سبک متخلخل است و مقاومت ضعیفی از خود نشان می‌دهد.

انواع بتن سبک بر اساس نوع ریز دانه

پیش‌تر گفتیم؛ به بتن‌های دارای حفره‌های کوچک و سبک‌تر نسبت به بتن‌های دیگر، بتن سبک گفته می‌شود. در واقع این حباب‌ها به شکل منافذ میکروسکوپی در ملات ایجاد می‌شود که در مقایسه با انواع معمولی آن دارای چگالی بالا و مقاومت ساختاری معینی هستند. وجود هوا در حفره‌ها یک فاکتور عالی به عنوان عایق حرارتی و صوتی می‌باشد.این مصالح سبک وزن را می‌توان به روش‌های ایجاد حفره در درزهای متقاطع گوناگون، ایجاد ساختار سلولی از طریق اصلاح عامل سیمانی با روزنه‌های فراوان یا توسط سنگدانه‌های خیلی سبک تولید کرد. تولید بتن سبک با سنگدانه‌های ریز را می‌توان به دو صورت دانه‌های سبک طبیعی و دانه‌های سبک مصنوعی انجام داد.

• دانه‌های سبک طبیعی: همانطور که می‌توان حدس زد؛ این دانه‌ها از گدازه‌های آتشفشانی به وجود می‌آیند و عوامل انسانی در تولید آنها نقش ندارد. پوکه سنگ، خاکستر و … جزو این دسته می‌باشند. اما مواردی مانند دیاتومه‌ها جزو استثنائاتی هستند که منشا آن از گدازه‌های آتشفشانی نیست.
• دانه های سبک مصنوعی: این نوع سنگدانه‌ها نقطه مقابل سنگدانه‌های طبیعی هستند. یعنی با دخالت عوامل انسانی ایجاد می‌شوند که با نام دانه‌های سبک مصنوعی گازی یا هوادار شناخته می‌شوند. جالب است بدانید که این نوع دانه‌ها خود به دو گروه کفی (اسفنجی) و اتوکلاو تقسیم می شوند. دسته کفی یا اسفنجی از طریق تزریق یکپارچه و یکنواخت کف یا افزودن مخلوط‌‌های هوادار مشخص (فاکتور کف‌ ساز) به ترکیب ابتدایی سیمان یا ملات تولید‌ می‌‌شود. نوع دیگر اتوکلاو است که با اضافه نمودن مقدار معین پودر آلومینیوم و افزودنی‌های خاص دیگر به ترکیب ماسه کوارتزی، سیلیسی، آهک یا سیمان و آب تولید می ‌شود. نکته‌ایی که باید به آن توجه داشت این است که ماسه سیسیلی حداکثر میزان ماده تشکیل دهنده است و پودر آلومینیوم نیز باید معادل ۲/. تا ۵/. درصد وزن سیمان اضافه شود. البته به خاطر داشته باشید که از طریق تهیه بتن آماده در شیراز دیگر نیاز به انجام هیچ یک از فرایندها را نخواهید داشت.

 

در آخر

در این مقاله سعی داشتیم شما را با روش ساخت بتن سبک و تمام نکات آن آشنا کنیم. اگر می خواهید از بتن سبک استفاده کنید اما نمی خواهید خودتان مخلوط را تهیه کنید، همیشه می توانید یک مخلوط از پیش ساخته شده را از تولید کننده‌های  معتبر تهیه کنید. این مخلوط‌‌های بتن فقط به اضافه کردن آب نیاز دارند و می‌توانند به ویژه برای کسانی که به دنبال انجام یک پروژه کوچک هستند مفید باشند.

البته بتن سبک در هر نوعی کارایی خاص خود را دارد و مقاومت عالی را هم از خود نشان می‌دهد. با اطلاع از روش‌هایی تولید این محصول ساختمانی همواره مشتریان هم بیشتر راغب به خرید این محصول می‌شوند. امیدواریم این مطلب از «شهرآرا» برای شما مفید بوده باشد. اگر سوالی درباره ساخت بتن سبک و سایر موارد مربوط به آن دارید، آن را از طریق بخش نظرات با ما در ارتباط بگذارید.