بتن اسفنجی چیست و چه کاربردی دارد؟

بتن اسفنجی نوع خاصی از بتن با مقاومت فیزیکی نسبتا زیاد است که در ساختاری اسفنجی شکل و کاملاً متخلخل شکل می‌گیرد. این نوع بتن با هدف ایجاد سازه‌های سبک در عموم فضاهای ساختمانی و یا صنعتی کارایی دارد و می‌تواند در کاهش وزن مرده هر نوع سازه عمرانی کاملاً تأثیرگذار باشد.

بتن مصالح ترکیبی بسیار مقاوم و ماندگاری است، اما وزن آن پس ‌از سخت شدن بسیار زیاد است. در مراحل ساخت بسیاری از سازه‌ها و یا بخش‌هایی از سازه به بهره‌مندی از چنین بتن‌های متراکم و کاملاً سنگین نیاز داریم. اما در برخی از سازه‌ها بهره‌مندی از وزن سبک اهمیت بالایی دارد. لذا گونه‌ی تخصصی با عنوان بتن اسفنجی یا همان اتوکلاو (Auto Claved Aerated) ابداع شده ‌است تا با بهره‌مندی از این نوع بتن بتوانیم سازه‌های مقاوم اما سبک عمرانی را تولید کنیم. در این مقاله از گروه مت سل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی فنی و کاربردی و روش ساخت انواع بتن اسفنجی می‌پردازیم. همچنین اگر قصد خرید قطعه بتنی دارید می‌توانید روی کمک ما حساب کنید.

بتن متخلخل

ساختار فیزیکی اختلاط بتن اسفنجی

بتن متخلخل یا همان بتن سبک نوع خاصی از انواع ترکیب بتنی با اسلامپ نزدیک به صفر است که ساختار فیزیکی متخلخل دارد و اجازه می‌دهد تا آب از آن عبور کند. این نوع بتن سبک با استفاده از مصالح پایه به مانند دیگر انواع بتن اعم از سنگدانه‌ها (شن و ماسه)، سیمان پرتلند، آب و افزودنی‌ها تولید می‌شود. اما برای طرح اختلاط این نوع بتن از درشت دانه‌ها عموماً شن‌های بزرگ با حداقل ماسه استفاده می‌کنند تا فرمت کافی طرح متخلخل آن ایجاد شود.

از بتن اتوکلاو اگر چه برای ساخت سازه‌های سبک استفاده می‌شود و عموماً کاربردی گسترده در روسازی محوطه‌های عمرانی دارد. طول عمر خدمت‌ دهی روسازی با بتن اسفنجی نیز تا حدود ۳۰ الی ۵۰ درصد بیشتر از بتن‌های معمولی است. نحوه دانه‌بندی، اندازه سنگدانه‌ها، نسبت آب به سیمان و مقدار تراکم بتن در اندازه حفره‌ها و قابلیت متخلخل آن تأثیرگذار است. لذا معمولاً برای طرح اختلاط بتن هبلکس (متخلخل) از سنگدانه‌های درشت اما با اندازه یکسان استفاده می‌شود تا قطر حفره‌های ایجاد شده ساختار منظمی داشته باشد. مقاومت این نوع بتن درمقابل یخ‌زدگی و چرخه‌های ذوب و یخ آب بسیار زیاد است که آنها را تبدیل به یکی از بهترین روش‌های ساخت سازه‌ها در مناطق سردسیر کرده‌ است.

انواع بتن اسفنجی

بتن متخلخل که وزن سبکی دارد را با توجه به نوع فرایند ساخت و همچنین نوع قابلیت‌های کاربردی در دو تیپ بتن اسفنجی کفی و گازی دسته‌بندی می‌کنند. اصولا تمامی این بتن‌های سبک و متخلخل برای تولید محوطه و کف‌های بتنی کارایی دارند و موارد استفاده از آنها در بخش‌های سازه‌ای امکان ‌پذیر نیست. با این وجود برخی از انواع این بتن‌ها را با توجه به نوع فرمولاسیون ترکیب مصالح مناسب استفاده سازه‌ای و تهیه بتن مسلح ساخته‌اند. با تمام این تفاصیل انواع بتن اسفنجی به ‌قرار زیر هستند:

بتن اسفنجی کفی

یک نوع بتن سبک پرکننده است. این بتن آن‌قدر ساختار متخلخلی دارد که هرگز نمی‌تواند به ‌عنوان متریال مقاوم در طراحی سازه‌های بتن مسلح استفاده شود. اما یک متریال سبک با قابلیت پر کنندگی عالی است که به شکل گسترده در بخش‌های غیر باربر سازه‌ها و ساختمان‌ها برای پر کردن حفاری‌ها، لایه میانی ساندویچ پانل‌ها و یا عایق‌های حرارتی استفاده می‌شود. بتن متخلخل کفی وزن بسیار سبکی دارد و در تهیه آن علاوه‌بر استفاده از شن، سیمان و آب از خاکستر بادی و کف استفاده ‌شده است. حدود ۲۰ درصد از وزن کلی این نوع بتن از ترکیب کف آب تشکیل شده‌ است که مقدار درصد وزنی آن را به مقدار قابل ‌توجه کاهش می‌دهد. چگالی خشک بتن کفی می‌تواند در محدوده ۳۰۰ الی ۱۶۰۰ کیلوگرم در هر متر مکعب باشد که خیلی کمتر از درصد وزن بتن‌های معمولی است. در عین ‌حال مقاومت فیزیکی این نوع بتن نیز نه ‌چندان زیاد در محدوده ۰.۲ الی ۱۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع است که قطعاً مناسب طراحی بخش‌های باربر سازه‌ای نیست. اما می‌تواند فضاهای خالی ساختمان را با کمترین تأثیر در افزایش وزن مرده پر کند.

انواع بتن اسفنجی

بتن اسفنجی گازی

این نوع بتن را اصطلاحاً با عنوان بتن اتوکلاو معرفی می‌کنند که در حین ساخت آن از دمیدن هوا برای ایجاد ساختار متخلخل استفاده ‌شده است. بتن متخلخل گازی به نسبت از بتن متخلخل کفی ساختار متراکم‌تری دارد و مقاومت فیزیکی آن زیاد است. لذا از آن به‌ عنوان متریال ساخت دیوارهای جدا کننده سبک بتنی استفاده می‌کنند. اما همچنان نمی‌تواند مقدار مقاومت فیزیکی بالا مناسب کار در سازه‌های بتن مسلح را داشته باشد. بتن گازی ساختار کاملاً متخلخل با خصوصیات فیزیکی و عملیاتی جالب‌ توجه است. مقدار جمع شوندگی این بتن حین دوره سخت شدن خیلی کم است. از طرفی به‌ علت بهره‌مندی از فضاهای متخلخل شده خصوصیات عایق حرارتی دارد که کاملاً مناسب اجرای دیوارهای نازک بتنی است. از طرفی جرم حجمی بسیار پایین و وزن سبک این نوع بتن در ساخت سازه‌ها و یا قطعات سبک بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش ساخت بتن سبک اسفنجی

بتن‌های سبک اسفنجی چیزی فراتر از بتن‌های معمولی نیستند و در آنها نیز از همان مصالح پایه تولید بتن مانند سیمان پرتلند، سنگدانه‌ها، آب و... استفاده‌ شده است. اما روش فرموله کردن این بتن‌ها، تولید متریالی سبک ‌وزن است یا لااقل نسبت ‌به بتن‌های عادی سبک‌تر هستند.

در بتن‌های معمولی از ترکیب شن و ماسه برای حجم دهی استفاده‌ شده است. حضور ماسه یا همان ریز سنگدانه‌ها باعث جذب حداکثری آب، متراکم سازی بتن و پر شدن تمامی فضاهای خالی می‌شود که در نهایت به وزن سنگین‌تر بتن می‌انجامد.

اما برای شکل‌گیری بتن اسفنجی از ترکیب سنگدانه‌ها بر پایه‌ی دانه‌های درشت شن و حضور بسیار کم ماسه استفاده می‌کنند. حتی در برخی انواع بتن اسفنجی از نقش ماسه صرف‌نظر شده ‌است. به ‌این ‌ترتیب با بهره‌مندی از درشت سنگدانه‌ها فضاهای خالی بسیار زیادی در داخل بتن ایجاد خواهد شد که در نهایت به تولید بتن سبک متخلخل می‌انجامد. البته برای شکل‌گیری نهایی این نوع بتن از برخی افزودنی‌ها نیز استفاده ‌شده است.

تأثیر افزودنی‌ها در شکل‌گیری بتن اتوکلاو

با بهره‌مندی از درشت دانه‌ها و حذف سبک دانه‌ها و رعایت مناسب سیمان و آب در طرح اختلاط عمومی نمی‌توانیم ساختار کاملاً متخلخل هدفمند با قابلیت کامل عبور آب را تولید کنیم. برای ایجاد بتن اسفنجی به بهره‌مندی از برخی افزودنی‌ها نیاز داریم که تأثیر مستقیم بر مقدار مقاومت بتن، نوع تخلخل، مقدار نفوذپذیری و حتی چگونگی طی شدن دوره کیورینگ و... دارد. این افزودنی‌ها به قرار زیر هستند:

  • خاکستر بادی: خاکستر بادی از مواد زائد مصارف نیروگاهی است که محصول فرعی زغال‌سنگ سوزان است و عملاً تا سال‌ها به‌ عنوان مواد زائد هیچ استفاده‌ی صنعتی نداشت. اما در این سال‌های اخیر بهره‌مندی از این ماده برای شکل‌گیری انواع بتن خصوصاً بتن سبک متداول است. خاکستر بادی می‌تواند وظایف خمیر چسباننده بتن را پوشش دهد تا جاییکه می‌توان از آن به ‌عنوان متریال جایگزین سیمان استفاده کرد. با بهره‌مندی از خاکستر بادی نیاز بتن به بهره‌مندی از سیمان پرتلند تا مقدار ۶۵ درصد کاهش پیدا می‌کند.
  • روباره: روباره نیز از مواد زائد در صنعت فولادسازی است و به ‌عنوان محصول فرعی در فرایند تولید آهن به دست می‌آید. روباره از جمله مهمترین افزودنی‌های بتن است که نقش برجسته‌ای در سبک سازی بافت بتن بدون تأثیر در مقدار مقاومت فیزیکی آن دارد. همچنین به مانند خاکستر بادی نقش چسب بتن در کنار هم قرار دادن سنگدانه‌ها را بازی می‌کند. لذا می‌توانیم از روباره نیز به‌ جای سیمان پرتلند در ترکیب نهایی بتن استفاده کنیم. با بهره‌مندی از روباره مقدار نیاز ترکیب بتن به سیمان تا ۷۰ درصد کاهش پیدا می‌کند.
  • گاز سیلیس: این ترکیب یک محصول فرعی در فرایند تولید سیلیکون است و با ساختاری در دانه بندی‌های بسیار ریز با ظاهر کروی وزن بسیار سبکی دارد. استفاده از گاز سیلیس منجر به سبک شدن بافت بتن می‌شود؛ اما به ‌طور مؤثری در افزایش مقاومت و سختی بتن اسفنجی تأثیرگذار است. گاز سیلیس نیز می‌تواند نقش سیمان در شکل‌گیری بتن را داشته باشد. لذا از آنجا که بتن متخلخل به‌ علت بهره‌مندی از ساختار توخالی مقاومت فیزیکی پایینی دارد، از این افزودنی هم برای افزایش قابلیت تخلخل و هم برای هر چه سبک شدن بتن و در نهایت برای افزایش مقاومت فیزیکی بتن استفاده می‌کنند.

برای مراحل ساخت بتن اسفنجی به بهره‌مندی مناسب و حساب‌ شده از تمامی این افزودنی‌ها نیاز داریم. با این ‌وجود نوع بتن متخلخل، مقدار قدرت و مقاومت فشاری و همچنین قابلیت‌های کاربردی در چگونگی بهره‌مندی از این افزودنی‌ها تأثیرگذار است.

بتن هبلکس

مزایای استفاده از بتن اسفنجی

بتن‌های سبک اسفنجی با اهداف کف سازی و یا پر کننده در بخش‌های غیر باربر ساختمان کارایی دارند و مزایای این نوع بتن نیز در صورت بهره‌مندی تخصصی در شرایط و کاربردهای مناسب آن است. این مزایا به ‌قرار زیر هستند:

  • پرکننده سبک در فضاهای ساختمانی هستند که تأثیر ناچیزی در افزایش وزن مرده سازه دارند.
  • مناسب پر کردن مخازن آب زیرزمینی هستند تا مانع از پر شدن این مخازن توسط رسوبات شوند.
  • مانع از آلودگی آب حین بارندگی‌ها می‌شود که در ذخیره سازی تأسیسات آب باران کارآیی دارد.
  • به جهت جلوگیری از آب‌گرفتگی معابر و خیابان‌ها در هنگام بارندگی مناسب است.
  • در تغذیه آب‌های زیرزمینی کارآمد هستند.
  • عایق حرارتی بسیار خوبی هستند که مناسب ساخت جداره‌های نازک غیر باربر ساختمانی است.
  • بدون نیاز به احداث حوضچه‌های نگهداری می‌توانیم از حفره‌های زمین به جهت انباشت آب استفاده کنیم.
  • خاصیت برطرف کردن آلودگی هیدروکربنی ناشی از روکش آسفالتی را دارد.
  • در هزینه‌های ساخت بسترهای بتنی، سطح معابر و یا طراحی مخازن زیرزمینی صرفه‌جویی می‌شود.
  • در ساخت این نوع بتن از زباله‌های کم‌ارزش دیگر فرآیندهای صنعتی استفاده شده ‌است. لذا عملاً بتنی با ویژگی‌های بازیافتی است.
  • به دلیل بهره‌مندی از سرباره و یا خاکستر بادی و نیاز کمتر به سیمان در مصرف انرژی تولید انواع سیمان صرفه‌جویی می‌شود.
  • با جایگزینی افزودنی‌ها که محصولات ضایعاتی دیگر صنایع هستند، هزینه ساخت کمتری به نسبت بتن‌های معمولی دارند.
  • در فاز سیالی کارپذیری بالایی دارند که به‌ خوبی در تمامی حفره‌ها و سوراخ‌ها نفوذ کرده و عملاً هر فضای خالی را می‌پوشانند.
  • از قابلیت جذب صوت برخوردار هستند.

معایب و محدودیت‌های استفاده از بتن اسفنجی

در کنار تمامی مزایایی که قید کرده‌ایم، استفاده از این بتن‌های متخلخل معایب و محدودیت‌هایی نیز دارند که ماهیت استفاده از آنها در بخش‌های سازه‌ای و یا قطعات بتنی باربر را محدود می‌کند. از قبیل:

  • مقدار جمع شدگی این نوع بتن بسیار زیاد است.
  • مقاومت فشاری بسیار کمی در مقایسه با بتن معمولی دارند. لذا مناسب اجرا در اعضای باربر ساختمان نیستند.
  • ساختار متخلخل این نوع بتن آسیب‌پذیر است و در اثر ضربه بخش‌های توخالی می‌شکنند.
  • مقاومت مکانیکی کمی دارند.
  • به ‌علت جذب آب بالا مناسب پوشش بسیاری از فضاها نیستند. عملاً از این نوع بتن نمی‌توانیم برای سازه‌های غیر قابل نفوذ استفاده کنیم.

کاربرد بتن اسفنجی

موارد استفاده از بتن اسفنجی

کاربرد بتن اسفنجی برای روسازی در محوطه‌های شهری و یا تأسیسات زیرزمینی ذخیره سازی آب است. کاربرد بتن اسفنجی نقش کلیدی در کنترل روان‌آب‌ها و افزایش کیفیت آب جمع‌آوری شده حاصل از بارندگی دارد. با بهره‌مندی مناسب از بتن متخلخل در بسترسازی‌های شهری می‌توانیم از جریان یافتن روان‌آب‌ها و وقوع سیلاب‌ها در معابر شهری جلوگیری کنیم و تأثیر مطلوبی در منابع آب‌های زیرزمینی داشته باشیم. امروزه از این نوع بتن در بسترسازی بسیاری از فضاها و معابر شهری از جمله بزرگراه‌ها، پارکینگ‌ها، پیاده‌روها و یا محوطه‌های مهار سیل اطراف شهرها استفاده می‌کنند. در کل می‌توانیم موارد استفاده از بتن اسفنجی را در کاربردهای زیر خلاصه کنیم:

  • هر نوع کف‌سازی ساختمانی و شهری و شیب بندی سطوح و معابر
  • زیرسازی چمن‌ها در استادیوم‌های ورزشی به جهت جمع‌آوری و انباشت آب‌های روان
  • بسترسازی حوضچه‌ها و مخازن زیرزمینی به جهت جمع‌آوری و انباشت آب باران
  • ساخت دیواره‌ها و یا پانل‌های سبک جداکننده، عایق‌های حرارتی و یا صوتی
  • ساخت خانه‌های سبک در مناطق سردسیر؛ زیرا در مقابل یخ زدن و چرخه‌های ذوب و یخبندان مقاوم هستند.

بتن اسفنجی؛ کم و وزن توخالی

در این مقاله به تشریح جامعی از ماهیت فیزیکی و روش ساخت بتن اسفنجی اشاره کرده‌ایم. این بتن به دلیل وزن سبک و بهره‌مندی از فضاهای توخالی در بسیاری از سازه‌های عمرانی کارایی دارد. عملاً یک عایق صوتی و حرارتی عالی است که می‌تواند نقش یک دیوار جداکننده سبک را ایفا کرده و تأثیری در افزایش وزن مرده ساختمان نداشته باشد. این بتن‌های متخلخل هم از نظر زیست‌ محیطی و هم از منظر کاربردی قابلیت‌های فراوانی دارد. در عین ‌حال انواع بتن اسفنجی با وجود حفره‌های خالی بسیار زیاد کاملاً در مقابل جریان دائمی آب، هر نوع پوسیدگی، رشد قارچ‌ها و کپک و حتی لانه گزینی حشرات مقاوم است. از طرفی حتی در مقابل توسعه حریق مقاومت مطلوبی دارد و مانع از رشد آتش در فضاهای گسترده ساختمانی می‌شود.

با توجه به سبک بودن این نوع بتن اجرا و نصب و یا تزریق آنها در هر نوع قالب از هر نوع پروژه‌ی ساختمانی ساده است. مراحل اجرای بتن اسفنجی تا سه برابر سریع‌تر از بتن معمولی در عموم پروژه‌های ساختمانی انجام می‌شود و این‌ همه نقش برجسته این بتن‌های سبک وزن، کارآمد و ارزان ‌قیمت برای توسعه زیرساخت‌های عمرانی است. اگر می‌خواهید درباره مراحل تولید بتن بدانید این مقاله را از دست ندهید.

بتن اسفنجی چیست و چه کاربردی دارد؟

بتن اسفنجی نوع خاصی از بتن با مقاومت فیزیکی نسبتا زیاد است که در ساختاری اسفنجی شکل و کاملاً متخلخل شکل می‌گیرد. این نوع بتن با هدف ایجاد سازه‌های سبک در عموم فضاهای ساختمانی و یا صنعتی کارایی دارد و می‌تواند در کاهش وزن مرده هر نوع سازه عمرانی کاملاً تأثیرگذار باشد.

بتن مصالح ترکیبی بسیار مقاوم و ماندگاری است، اما وزن آن پس ‌از سخت شدن بسیار زیاد است. در مراحل ساخت بسیاری از سازه‌ها و یا بخش‌هایی از سازه به بهره‌مندی از چنین بتن‌های متراکم و کاملاً سنگین نیاز داریم. اما در برخی از سازه‌ها بهره‌مندی از وزن سبک اهمیت بالایی دارد. لذا گونه‌ی تخصصی با عنوان بتن اسفنجی یا همان اتوکلاو (Auto Claved Aerated) ابداع شده ‌است تا با بهره‌مندی از این نوع بتن بتوانیم سازه‌های مقاوم اما سبک عمرانی را تولید کنیم. در این مقاله از گروه مت سل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی فنی و کاربردی و روش ساخت انواع بتن اسفنجی می‌پردازیم. همچنین اگر قصد خرید قطعه بتنی دارید می‌توانید روی کمک ما حساب کنید.

بتن متخلخل

ساختار فیزیکی اختلاط بتن اسفنجی

بتن متخلخل یا همان بتن سبک نوع خاصی از انواع ترکیب بتنی با اسلامپ نزدیک به صفر است که ساختار فیزیکی متخلخل دارد و اجازه می‌دهد تا آب از آن عبور کند. این نوع بتن سبک با استفاده از مصالح پایه به مانند دیگر انواع بتن اعم از سنگدانه‌ها (شن و ماسه)، سیمان پرتلند، آب و افزودنی‌ها تولید می‌شود. اما برای طرح اختلاط این نوع بتن از درشت دانه‌ها عموماً شن‌های بزرگ با حداقل ماسه استفاده می‌کنند تا فرمت کافی طرح متخلخل آن ایجاد شود.

از بتن اتوکلاو اگر چه برای ساخت سازه‌های سبک استفاده می‌شود و عموماً کاربردی گسترده در روسازی محوطه‌های عمرانی دارد. طول عمر خدمت‌ دهی روسازی با بتن اسفنجی نیز تا حدود ۳۰ الی ۵۰ درصد بیشتر از بتن‌های معمولی است. نحوه دانه‌بندی، اندازه سنگدانه‌ها، نسبت آب به سیمان و مقدار تراکم بتن در اندازه حفره‌ها و قابلیت متخلخل آن تأثیرگذار است. لذا معمولاً برای طرح اختلاط بتن هبلکس (متخلخل) از سنگدانه‌های درشت اما با اندازه یکسان استفاده می‌شود تا قطر حفره‌های ایجاد شده ساختار منظمی داشته باشد. مقاومت این نوع بتن درمقابل یخ‌زدگی و چرخه‌های ذوب و یخ آب بسیار زیاد است که آنها را تبدیل به یکی از بهترین روش‌های ساخت سازه‌ها در مناطق سردسیر کرده‌ است.

انواع بتن اسفنجی

بتن متخلخل که وزن سبکی دارد را با توجه به نوع فرایند ساخت و همچنین نوع قابلیت‌های کاربردی در دو تیپ بتن اسفنجی کفی و گازی دسته‌بندی می‌کنند. اصولا تمامی این بتن‌های سبک و متخلخل برای تولید محوطه و کف‌های بتنی کارایی دارند و موارد استفاده از آنها در بخش‌های سازه‌ای امکان ‌پذیر نیست. با این وجود برخی از انواع این بتن‌ها را با توجه به نوع فرمولاسیون ترکیب مصالح مناسب استفاده سازه‌ای و تهیه بتن مسلح ساخته‌اند. با تمام این تفاصیل انواع بتن اسفنجی به ‌قرار زیر هستند:

بتن اسفنجی کفی

یک نوع بتن سبک پرکننده است. این بتن آن‌قدر ساختار متخلخلی دارد که هرگز نمی‌تواند به ‌عنوان متریال مقاوم در طراحی سازه‌های بتن مسلح استفاده شود. اما یک متریال سبک با قابلیت پر کنندگی عالی است که به شکل گسترده در بخش‌های غیر باربر سازه‌ها و ساختمان‌ها برای پر کردن حفاری‌ها، لایه میانی ساندویچ پانل‌ها و یا عایق‌های حرارتی استفاده می‌شود. بتن متخلخل کفی وزن بسیار سبکی دارد و در تهیه آن علاوه‌بر استفاده از شن، سیمان و آب از خاکستر بادی و کف استفاده ‌شده است. حدود ۲۰ درصد از وزن کلی این نوع بتن از ترکیب کف آب تشکیل شده‌ است که مقدار درصد وزنی آن را به مقدار قابل ‌توجه کاهش می‌دهد. چگالی خشک بتن کفی می‌تواند در محدوده ۳۰۰ الی ۱۶۰۰ کیلوگرم در هر متر مکعب باشد که خیلی کمتر از درصد وزن بتن‌های معمولی است. در عین ‌حال مقاومت فیزیکی این نوع بتن نیز نه ‌چندان زیاد در محدوده ۰.۲ الی ۱۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع است که قطعاً مناسب طراحی بخش‌های باربر سازه‌ای نیست. اما می‌تواند فضاهای خالی ساختمان را با کمترین تأثیر در افزایش وزن مرده پر کند.

انواع بتن اسفنجی

بتن اسفنجی گازی

این نوع بتن را اصطلاحاً با عنوان بتن اتوکلاو معرفی می‌کنند که در حین ساخت آن از دمیدن هوا برای ایجاد ساختار متخلخل استفاده ‌شده است. بتن متخلخل گازی به نسبت از بتن متخلخل کفی ساختار متراکم‌تری دارد و مقاومت فیزیکی آن زیاد است. لذا از آن به‌ عنوان متریال ساخت دیوارهای جدا کننده سبک بتنی استفاده می‌کنند. اما همچنان نمی‌تواند مقدار مقاومت فیزیکی بالا مناسب کار در سازه‌های بتن مسلح را داشته باشد. بتن گازی ساختار کاملاً متخلخل با خصوصیات فیزیکی و عملیاتی جالب‌ توجه است. مقدار جمع شوندگی این بتن حین دوره سخت شدن خیلی کم است. از طرفی به‌ علت بهره‌مندی از فضاهای متخلخل شده خصوصیات عایق حرارتی دارد که کاملاً مناسب اجرای دیوارهای نازک بتنی است. از طرفی جرم حجمی بسیار پایین و وزن سبک این نوع بتن در ساخت سازه‌ها و یا قطعات سبک بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش ساخت بتن سبک اسفنجی

بتن‌های سبک اسفنجی چیزی فراتر از بتن‌های معمولی نیستند و در آنها نیز از همان مصالح پایه تولید بتن مانند سیمان پرتلند، سنگدانه‌ها، آب و... استفاده‌ شده است. اما روش فرموله کردن این بتن‌ها، تولید متریالی سبک ‌وزن است یا لااقل نسبت ‌به بتن‌های عادی سبک‌تر هستند.

در بتن‌های معمولی از ترکیب شن و ماسه برای حجم دهی استفاده‌ شده است. حضور ماسه یا همان ریز سنگدانه‌ها باعث جذب حداکثری آب، متراکم سازی بتن و پر شدن تمامی فضاهای خالی می‌شود که در نهایت به وزن سنگین‌تر بتن می‌انجامد.

اما برای شکل‌گیری بتن اسفنجی از ترکیب سنگدانه‌ها بر پایه‌ی دانه‌های درشت شن و حضور بسیار کم ماسه استفاده می‌کنند. حتی در برخی انواع بتن اسفنجی از نقش ماسه صرف‌نظر شده ‌است. به ‌این ‌ترتیب با بهره‌مندی از درشت سنگدانه‌ها فضاهای خالی بسیار زیادی در داخل بتن ایجاد خواهد شد که در نهایت به تولید بتن سبک متخلخل می‌انجامد. البته برای شکل‌گیری نهایی این نوع بتن از برخی افزودنی‌ها نیز استفاده ‌شده است.

تأثیر افزودنی‌ها در شکل‌گیری بتن اتوکلاو

با بهره‌مندی از درشت دانه‌ها و حذف سبک دانه‌ها و رعایت مناسب سیمان و آب در طرح اختلاط عمومی نمی‌توانیم ساختار کاملاً متخلخل هدفمند با قابلیت کامل عبور آب را تولید کنیم. برای ایجاد بتن اسفنجی به بهره‌مندی از برخی افزودنی‌ها نیاز داریم که تأثیر مستقیم بر مقدار مقاومت بتن، نوع تخلخل، مقدار نفوذپذیری و حتی چگونگی طی شدن دوره کیورینگ و... دارد. این افزودنی‌ها به قرار زیر هستند:

  • خاکستر بادی: خاکستر بادی از مواد زائد مصارف نیروگاهی است که محصول فرعی زغال‌سنگ سوزان است و عملاً تا سال‌ها به‌ عنوان مواد زائد هیچ استفاده‌ی صنعتی نداشت. اما در این سال‌های اخیر بهره‌مندی از این ماده برای شکل‌گیری انواع بتن خصوصاً بتن سبک متداول است. خاکستر بادی می‌تواند وظایف خمیر چسباننده بتن را پوشش دهد تا جاییکه می‌توان از آن به ‌عنوان متریال جایگزین سیمان استفاده کرد. با بهره‌مندی از خاکستر بادی نیاز بتن به بهره‌مندی از سیمان پرتلند تا مقدار ۶۵ درصد کاهش پیدا می‌کند.
  • روباره: روباره نیز از مواد زائد در صنعت فولادسازی است و به ‌عنوان محصول فرعی در فرایند تولید آهن به دست می‌آید. روباره از جمله مهمترین افزودنی‌های بتن است که نقش برجسته‌ای در سبک سازی بافت بتن بدون تأثیر در مقدار مقاومت فیزیکی آن دارد. همچنین به مانند خاکستر بادی نقش چسب بتن در کنار هم قرار دادن سنگدانه‌ها را بازی می‌کند. لذا می‌توانیم از روباره نیز به‌ جای سیمان پرتلند در ترکیب نهایی بتن استفاده کنیم. با بهره‌مندی از روباره مقدار نیاز ترکیب بتن به سیمان تا ۷۰ درصد کاهش پیدا می‌کند.
  • گاز سیلیس: این ترکیب یک محصول فرعی در فرایند تولید سیلیکون است و با ساختاری در دانه بندی‌های بسیار ریز با ظاهر کروی وزن بسیار سبکی دارد. استفاده از گاز سیلیس منجر به سبک شدن بافت بتن می‌شود؛ اما به ‌طور مؤثری در افزایش مقاومت و سختی بتن اسفنجی تأثیرگذار است. گاز سیلیس نیز می‌تواند نقش سیمان در شکل‌گیری بتن را داشته باشد. لذا از آنجا که بتن متخلخل به‌ علت بهره‌مندی از ساختار توخالی مقاومت فیزیکی پایینی دارد، از این افزودنی هم برای افزایش قابلیت تخلخل و هم برای هر چه سبک شدن بتن و در نهایت برای افزایش مقاومت فیزیکی بتن استفاده می‌کنند.

برای مراحل ساخت بتن اسفنجی به بهره‌مندی مناسب و حساب‌ شده از تمامی این افزودنی‌ها نیاز داریم. با این ‌وجود نوع بتن متخلخل، مقدار قدرت و مقاومت فشاری و همچنین قابلیت‌های کاربردی در چگونگی بهره‌مندی از این افزودنی‌ها تأثیرگذار است.

بتن هبلکس

مزایای استفاده از بتن اسفنجی

بتن‌های سبک اسفنجی با اهداف کف سازی و یا پر کننده در بخش‌های غیر باربر ساختمان کارایی دارند و مزایای این نوع بتن نیز در صورت بهره‌مندی تخصصی در شرایط و کاربردهای مناسب آن است. این مزایا به ‌قرار زیر هستند:

  • پرکننده سبک در فضاهای ساختمانی هستند که تأثیر ناچیزی در افزایش وزن مرده سازه دارند.
  • مناسب پر کردن مخازن آب زیرزمینی هستند تا مانع از پر شدن این مخازن توسط رسوبات شوند.
  • مانع از آلودگی آب حین بارندگی‌ها می‌شود که در ذخیره سازی تأسیسات آب باران کارآیی دارد.
  • به جهت جلوگیری از آب‌گرفتگی معابر و خیابان‌ها در هنگام بارندگی مناسب است.
  • در تغذیه آب‌های زیرزمینی کارآمد هستند.
  • عایق حرارتی بسیار خوبی هستند که مناسب ساخت جداره‌های نازک غیر باربر ساختمانی است.
  • بدون نیاز به احداث حوضچه‌های نگهداری می‌توانیم از حفره‌های زمین به جهت انباشت آب استفاده کنیم.
  • خاصیت برطرف کردن آلودگی هیدروکربنی ناشی از روکش آسفالتی را دارد.
  • در هزینه‌های ساخت بسترهای بتنی، سطح معابر و یا طراحی مخازن زیرزمینی صرفه‌جویی می‌شود.
  • در ساخت این نوع بتن از زباله‌های کم‌ارزش دیگر فرآیندهای صنعتی استفاده شده ‌است. لذا عملاً بتنی با ویژگی‌های بازیافتی است.
  • به دلیل بهره‌مندی از سرباره و یا خاکستر بادی و نیاز کمتر به سیمان در مصرف انرژی تولید انواع سیمان صرفه‌جویی می‌شود.
  • با جایگزینی افزودنی‌ها که محصولات ضایعاتی دیگر صنایع هستند، هزینه ساخت کمتری به نسبت بتن‌های معمولی دارند.
  • در فاز سیالی کارپذیری بالایی دارند که به‌ خوبی در تمامی حفره‌ها و سوراخ‌ها نفوذ کرده و عملاً هر فضای خالی را می‌پوشانند.
  • از قابلیت جذب صوت برخوردار هستند.

معایب و محدودیت‌های استفاده از بتن اسفنجی

در کنار تمامی مزایایی که قید کرده‌ایم، استفاده از این بتن‌های متخلخل معایب و محدودیت‌هایی نیز دارند که ماهیت استفاده از آنها در بخش‌های سازه‌ای و یا قطعات بتنی باربر را محدود می‌کند. از قبیل:

  • مقدار جمع شدگی این نوع بتن بسیار زیاد است.
  • مقاومت فشاری بسیار کمی در مقایسه با بتن معمولی دارند. لذا مناسب اجرا در اعضای باربر ساختمان نیستند.
  • ساختار متخلخل این نوع بتن آسیب‌پذیر است و در اثر ضربه بخش‌های توخالی می‌شکنند.
  • مقاومت مکانیکی کمی دارند.
  • به ‌علت جذب آب بالا مناسب پوشش بسیاری از فضاها نیستند. عملاً از این نوع بتن نمی‌توانیم برای سازه‌های غیر قابل نفوذ استفاده کنیم.

کاربرد بتن اسفنجی

موارد استفاده از بتن اسفنجی

کاربرد بتن اسفنجی برای روسازی در محوطه‌های شهری و یا تأسیسات زیرزمینی ذخیره سازی آب است. کاربرد بتن اسفنجی نقش کلیدی در کنترل روان‌آب‌ها و افزایش کیفیت آب جمع‌آوری شده حاصل از بارندگی دارد. با بهره‌مندی مناسب از بتن متخلخل در بسترسازی‌های شهری می‌توانیم از جریان یافتن روان‌آب‌ها و وقوع سیلاب‌ها در معابر شهری جلوگیری کنیم و تأثیر مطلوبی در منابع آب‌های زیرزمینی داشته باشیم. امروزه از این نوع بتن در بسترسازی بسیاری از فضاها و معابر شهری از جمله بزرگراه‌ها، پارکینگ‌ها، پیاده‌روها و یا محوطه‌های مهار سیل اطراف شهرها استفاده می‌کنند. در کل می‌توانیم موارد استفاده از بتن اسفنجی را در کاربردهای زیر خلاصه کنیم:

  • هر نوع کف‌سازی ساختمانی و شهری و شیب بندی سطوح و معابر
  • زیرسازی چمن‌ها در استادیوم‌های ورزشی به جهت جمع‌آوری و انباشت آب‌های روان
  • بسترسازی حوضچه‌ها و مخازن زیرزمینی به جهت جمع‌آوری و انباشت آب باران
  • ساخت دیواره‌ها و یا پانل‌های سبک جداکننده، عایق‌های حرارتی و یا صوتی
  • ساخت خانه‌های سبک در مناطق سردسیر؛ زیرا در مقابل یخ زدن و چرخه‌های ذوب و یخبندان مقاوم هستند.

بتن اسفنجی؛ کم و وزن توخالی

در این مقاله به تشریح جامعی از ماهیت فیزیکی و روش ساخت بتن اسفنجی اشاره کرده‌ایم. این بتن به دلیل وزن سبک و بهره‌مندی از فضاهای توخالی در بسیاری از سازه‌های عمرانی کارایی دارد. عملاً یک عایق صوتی و حرارتی عالی است که می‌تواند نقش یک دیوار جداکننده سبک را ایفا کرده و تأثیری در افزایش وزن مرده ساختمان نداشته باشد. این بتن‌های متخلخل هم از نظر زیست‌ محیطی و هم از منظر کاربردی قابلیت‌های فراوانی دارد. در عین ‌حال انواع بتن اسفنجی با وجود حفره‌های خالی بسیار زیاد کاملاً در مقابل جریان دائمی آب، هر نوع پوسیدگی، رشد قارچ‌ها و کپک و حتی لانه گزینی حشرات مقاوم است. از طرفی حتی در مقابل توسعه حریق مقاومت مطلوبی دارد و مانع از رشد آتش در فضاهای گسترده ساختمانی می‌شود.

با توجه به سبک بودن این نوع بتن اجرا و نصب و یا تزریق آنها در هر نوع قالب از هر نوع پروژه‌ی ساختمانی ساده است. مراحل اجرای بتن اسفنجی تا سه برابر سریع‌تر از بتن معمولی در عموم پروژه‌های ساختمانی انجام می‌شود و این‌ همه نقش برجسته این بتن‌های سبک وزن، کارآمد و ارزان ‌قیمت برای توسعه زیرساخت‌های عمرانی است. اگر می‌خواهید درباره مراحل تولید بتن بدانید این مقاله را از دست ندهید.