بتن سبک چیست؟ همه‌ چیز در خصوص بتن های سبک

بتن‌های معمولی متریال‌های بسیار مقاوم و جان سختی هستند که با مقاومت فشاری زیاد برای طراحی سازه‌های بزرگ کارایی دارند، اما همین بتن معمولی سنگین ‌وزن است و استفاده زیاد از آن در تمامی اعضای ساختمان منجر به سنگین شدن بیش ‌از اندازه بنا می‌شود. برای حل این مشکل نوع خاصی از بتن سبک را ابداع کرده‌اند.

بتن سبک در ترکیب مصالح چندان تفاوتی با بتن‌های معمولی ندارد. اما به دلیل استفاده از سنگدانه‌های سبک،‌ وزن آنها بسیار کمتر از بتن‌های معمولی است. انواع بتن سبک ترکیبی از مصالح سیمانی و آب در کنار سنگدانه‌های سبک با دانسیته بسیار کم در حدود ۱۴۴۰ الی ۱۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب است که مقاومت فشاری آن در پایان دوره ۲۸ روزه کیورینگ بالغ بر ۱۷ مگا پاسکال خواهد شد.

انواع بتن سبک از لحاظ کاربردی برای ساخت بخش‌های غیر باربر سازه و به‌ جهت کاهش وزن کل ساختمان استفاده می‌شوند. در این مقاله از گروه مت سل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی فنی و کاربردی بتن های سبک می پردازیم.

ویژگی‌های عمومی انواع بتن سبک

بتن های سبک همان‌طور که از نام آنها انتظار داریم، از نظر وزن سبک‌تر از بتن‌های معمولی هستند. به شکلی که خیلی ساده می‌توانید قطعات حجیم آن را در دست گرفته و جابجا کنید. البته مقدار وزن کلی این نوع بتن با توجه به نوع سنگدانه‌های کار شده در آن متفاوت است.

نوع سنگدانه‌ها در فرمول بتن سبک متفاوت از بتن‌های معمولی است. این سنگدانه‌ها معمولاً محصول روباره‌ی کوره‌های تولید فولاد و یا خاکستر بادی و دیگر ضایعات صنعتی هستند. از طرفی برای تولید برخی از این بتن‌ها تکنیک تزریق هوا و ایجاد بافت‌های اسفنجی ابداع شده ‌است.

کارایی بتن سبک به نسبت از بتن‌های معمولی ضعیف‌تر است. اول آنکه هرگز نمی‌توانند مقاومت فشاری بتن‌های معمولی را تأمین نمایند. از طرفی در صورت روان پذیری زیاد خرده سنگدانه‌های سبک آن تمایل به جدا شدن و تخریب بافت بتن را دارند. لذا در ساخت بتن سبک نهایت دقت را برای تنظیم اسلامپ به کار می‌گیرند تا در هر صورت حداکثر عدد اسلامپ بتن تهیه شده از مقدار ۵ تا ۷ درصد افزایش پیدا نکند.

بتن سبک

انواع بتن سبک

برای دسته‌بندی انواع بتن سبک روش‌های متفاوتی وجود دارد که این نوع ترکیبات بتن را از منظر چگالی، کاربردی، نوع فرمول و بهره‌مندی از نوع سنگدانه‌ها تفکیک می‌کنند. با در نظر گرفتن این نکته انواع بتن‌های سبک به قرار زیر هستند:

انواع بتن‌های سبک از نظر چگالی

چگالی مهمترین بحث فنی در تحلیل کاربرد بتن سبک است. هدف از ساخت این نوع بتن ایجاد حجم‌های مقاوم و سبک‌ وزن است که مصارف ساختمان سازی داشته و منجر به کاهش وزن سازه‌ها شود. اما هر اندازه چگالی این نوع بتن کاهش پیدا می‌کند، قاعدتاً از مقدار مقاومت فشاری آنها نیز کاسته می‌شود. به ‌این ‌ترتیب انواع این بتن‌ها را از منظر چگالی در گونه‌های سازه‌ای و یا غیر سازه‌ای و... دسته‌بندی می‌کنند.

  • بتن های سبک غیر سازه‌ای: بتن‌هایی با الگوی طراحی کاملاً متخلخل هستند که در ساخت آنها از سنگدانه‌های درشت و سبک‌ وزن با درصد کم سیمان استفاده ‌شده است. وزن این نوع بتن بسیار کمتر از بتن‌های معمولی و در حدود ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. در عین ‌حال مقاومت فشاری کم در محدوده 0.3 الی 7 مگا پاسکال دارند. برای ساخت این نوع بتن از سنگدانه‌های سبک منبسط شونده مانند پرلیت، ورمیکولیت با پوکه‌های معدنی و حتی پلی استیرن استفاده می‌کنند. کاربرد بتن سبک غیر سازه‌ای برای طراحی بخش‌های جداساز و یا ایجاد جداره‌ها با قابلیت عایق صوتی و حرارتی و البته هر نوع کف‌سازی ساختمانی و معابر شهری برای عبور مناسب روان‌آب‌ها است.
  • بتن سبک سازه‌ای: این نوع بتن با وجود سبک بودن از مقاومت فشاری کافی برای تحمل وزن بخش‌های نه‌ چندان سنگین سازه برخوردار است. چگالی وزنی این بتن‌ها در محدوده ۱۴۰۰ الی ۱۹۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است و با وجود متخلخل بودن می‌توانند مقاومت فشاری تا حداکثر ۱۷ مگا پاسکال را تأمین نمایند. قطعاً این مقدار به هیچ حالت مناسب طراحی اعضای باربر اصلی سازه‌های سنگین بتنی نیست، اما می‌توان از چنین مقاومت فشاری در بخش‌های بالادستی سازه‌ها که مقدار باربری کمی دارند استفاده کرد. از این نوع بتن برای دیگر کاربردها مانند پرکننده فضاهای ساختمانی، کف‌سازی، بسترسازی‌های بتنی و محوطه سازی‌های ساختمانی و شهری نیز استفاده می‌کنند.
  • بتن سبک متوسط: نوع حد فاصلی از بتن‌های سبک غیر سازه‌ای و سازه‌ای است که با بهره‌مندی از سنگدانه‌های منبسط شونده مانند روباره‌ی ذوب فلزات، خاک رس، دیاتومیت و یا خاکستر بادی و... ساخته می‌شود. چگالی وزنی این نوع بتن کمتر از بتن‌های ساده و بیشتر از بتن‌های غیر سازه‌ای در محدوده ۸۰۰ الی ۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. همچنین مقدار مقاومت فشاری آن نیز در محدوده 7 الی 17 مگا پاسکال قرار دارد. از این نوع بتن برای تولید قطعات سبک از مصالح پیش‌ ساخته بتنی، بلوک‌های سبک بتنی و یا جداره‌های سبک اما غیر باربر فضاهای ساختمانی استفاده می‌کنند. همچنین مناسب کف‌سازی و ایجاد بسترهای سبک بتنی است و در کل تأثیر چشمگیر در کاهش وزن ساختمان بدون تأثیر در کاهش مقاومت کلی سازه دارد.

بتن سبک

انواع روش‌های ساخت بتن سبک

ساخت بتن های سبک به روش‌های گوناگون بر پایه استفاده از سنگدانه‌های سبک دانه و یا بهره‌مندی از تکنیک بتن گازی و تولید بتن اسفنجی انجام می‌شود. در یک دسته‌بندی جامع دیگر می‌توانیم انواع این بتن‌ها را از منظر نوع ترکیب مصالح و چگونگی پروسه ساخت نیز دسته‌بندی کنیم که به‌ قرار زیر هستند:

روش ساخت بتن‌های دانه سبک

در این روش از حضور سنگدانه‌های سبک و متخلخل شده برای فرمول بتن سبک استفاده می‌کنند. این سنگدانه‌ها متنوع هستند، اما همگی آنها سبک ‌وزن بوده و مقدار چگالی وزنی کمتر از ۲.۶ دارند که با ظاهری متخلخل شده استفاده می‌شوند. برای تهیه این نوع بتن از انواع سنگدانه‌های سبک دانه مانند روباره‌ی کوره‌های تولید فولاد، خاکسترهای بادی و... استفاده می‌کنند. در پاره‌ای از موارد نیز با استفاده از خرده سنگ‌های سبک اما طبیعی مانند رس یا پامیس برای تولید این نوع بتن استفاده می‌کنند. مشخصه‌های فیزیکی بتن‌های دانه سبک به‌ قرار زیر است:

  • چگالی وزنی نسبتاً کوچک در محدوده ۳۰۰ الی ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب
  • مقاومت فشاری در بازه ۳ الی ۴۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع

بسته به نوع بتن و مقدار چگالی و مقاومت فشاری از این بتن‌های سبک دانه می توانیم در بخش‌های سازه‌ای نیز استفاده کنیم. در کل هر اندازه از سیمان بیشتری استفاده شود، امکان افزایش مقاومت فشاری بتن نیز بالاتر است که در بهترین حالت و با رعایت تمامی اصول اختلاط سیمان مقدار مقاومت فشاری آنها از ۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع تجاوز نمی‌کند.

روش ساخت بتن سبک هوادار (بتن گازی)

ایجاد حفره‌های بزرگ و توخالی در داخل بتن یکی دیگر از تکنیک‌های ساخت بتن سبک است که با بهره‌مندی از دمیدن هوا در مخلوط بتن قبل ‌از سخت شدن نهایی اجرا می‌شود. لذا به این نوع بتن کاملاً متخلخل اصطلاحاً بتن سبک هوادار یا بتن‌های گازی گفته می‌شود. این حفره‌ها در نهایت به یکدیگر راه دارند و منجر به خلق بتن اسفنجی می‌شوند. بنابراین حضور آنها تأثیر در تخریب بافت بتن ندارد و در صورت انبساط باعث شکست بتن نمی‌شوند.

بتن‌های سبک هوادار یا همان گازی را براساس مخلوط بتنی و چگونگی بهره‌مندی از عنصر هوادهی در دو تیپ کلی بتن‌های کفی اسفنجی و یا بتن‌های اتوکلاو دسته‌بندی می‌کنند:

  • بتن سبک هوادار کفی (اسفنجی): این نوع بتن با اضافه شدن ترکیبات کف‌کننده در حجم نهایی مصالح سبک دانه تهیه می‌شود. حدود ۳۰ درصد از حجم نهایی چنین بتن‌هایی را کف تشکیل داده است که پس‌ از سخت شدن بتن باعث ایجاد ساختار اسفنجی شکل و کاملاً سبک‌ وزنی خواهد شد.
  • بتن سبک هوادار اتوکلاو: برای ساخت این نوع بتن از ترکیبات شیمیایی که قادر به تولید گاز هستند، استفاده می‌شود. وجود افزودنی‌ها مانند پودر آلومینیوم در ساختار نهایی بتن باعث ایجاد زنجیره واکنش‌های شیمیایی شده که به تولید حجم قابل ‌توجه گاز می‌انجامد. این گازهای تولید شده به شکل حباب‌های بزرگ در داخل بتن باقی می‌مانند که شکل ظاهری آن را اسفنجی و متخلخل خواهد کرد.

روش ساخت بتن سبک بدون ریزدانه

حذف ریزدانه‌ها در ترکیب مصالح بتنی یکی دیگر از تکنیک‌های ساخت بتن سبک است که عملاً به ‌سادگی ساخت بتن‌های معمولی است و با بهره‌مندی از شن‌های دانه درشت شکسته تهیه می‌شود. وقتی در تهیه سنگدانه بتن فقط از شن‌های دانه درشت استفاده کنید، مقدار سیمان مصرفی بتن کاهش پیدا کرده و هم‌پوشانی کامل میان خرده سنگ‌ها وجود ندارد. در چنین شرایطی بخش‌های خالی زیادی میان خرده سنگ‌ها ایجاد شده ‌است که پس ‌از سخت شدن بتن به حالت متخلخل باقی می‌مانند و وزن نهایی بتن را به ‌طور محسوسی کاهش می‌دهند.

سنگدانه‌های استفاده ‌شده در بتن سبک

برای تهیه بتن های سبک که وزن آن بسیار کمتر از بتن معمولی باشد، علاوه ‌بر روش‌های مطرح ‌شده و بهره‌مندی از تکنیک‌های تزریق گاز و یا تولید گاز و حذف ریزدانه‌ها به بهره‌مندی مناسب از درشت دانه‌ها نیز نیاز داریم. در واقع خرده سنگ‌های بتن نیز سبک هستند. به ‌این ‌ترتیب تیپ مصالح در ساخت بتن سبک با بتن‌های معمولی متفاوت است. این تفاوت به ‌علت استفاده از سنگدانه‌های سبک است که به روش مصنوعی یا طبیعی تهیه می‌شوند. انواع این سنگدانه‌ها به قرار زیر هستند:

  • سنگ پوکه: یک نوع سنگ شیشه‌ای حفره‌دار و بسیار سبک است که از سرباره کوره‌های ذوب آهن تهیه می‌شود.
  • سنگ پا: نوعی سنگ متخلخل با ویژگی‌های عایق سازی است که درصد جذب آب آن بسیار زیاد است.
  • توف‌های معدنی: نوعی سنگ‌های متخلخل و بسیار سبک ‌وزن هستند که در بخش‌های رویه پوسته زمین و محصول متفرقه صنایع معدنی تهیه می‌شوند.
  • جوش‌های آتش‌فشانی: از سری خرده سنگ‌های طبیعی است که محصول مستقیم گدازه‌های آتش‌فشانی هستند.

در نگاه کلی انواع این خرده سنگ‌های سبک و متخلخل را می‌توانیم به شکل طبیعی یا مصنوعی تهیه کنیم. مصرف گونه‌های مصنوعی متداول‌تر هستند. چرا که تمامی آنها محصول ضایعات دیگر صنایع بوده و عملاً برای تهیه آنها هزینه خاصی صورت نمی‌گیرد و عموماً ارزان‌ قیمت هستند. این خرده سنگ‌های مصنوعی خود به چند گروه جداگانه تفکیک می‌شوند که به‌ قرار زیر هستند:

  • خرده سنگ‌هایی که با ایجاد حرارت برای منبسط کردن سنگ‌های طبیعی مانند رس و یا پرلیت تهیه می‌شوند.
  • خرده سنگ‌هایی که محصول تفاله کوره‌های ذوب فلزات هستند و با سرد کردن سریع ساختار متخلخل دارند.
  • خرده سنگ‌هایی که از خاکسترهای صنعتی تهیه می‌شوند.

بتن سبک

بتن سبک چه تفاوتی با بتن معمولی دارد؟

اگر چه مسیر ساخت و حتی نوع بهره‌مندی از سیمان و در مواردی نوع سنگدانه‌ها و حتی چگونگی استفاده از افزودنی‌های بتن های سبک شباهت‌هایی با بتن معمولی دارد؛ اما از نظر فنی و عملیاتی این دو نوع بتن تفاوت‌های آشکاری دارند. مانند:

  • بتن‌های معمولی بافت کاملاً متراکمی دارند. این در حالی است که بتن سبک دارای بافت متخلخل است.
  • بتن‌های معمولی برای بخش‌های سازه‌ای طراحی‌شده‌اند و مقاومت فشاری بسیار بالایی دارند. اما بتن سبک عموماً کاربردی غیر سازه‌ای با مقاومت فشاری بسیار کم دارد.
  • طرح اختلاط و روش عمل‌آوری بتن سبک بسیار سخت‌تر و مراحل آن پیچیده‌تر از بتن معمولی است.
  • بتن‌های سبک به ‌خاطر بافت اسفنجی و حضور حفره‌ها مقدار جذب رطوبت بالایی دارند که در جمع شدگی آنها حین خشک شدن کاملاً تأثیرگذار است.
  • عدد اسلامپ بتن‌های سبک دانه بسیار کمتر از بتن‌های معمولی است.
  • بتن‌های سبک با ساختار اسفنجی شده خاصیت عایق صوتی و حرارتی بهتری از بتن‌های معمولی دارند.

مزایای استفاده از بتن سبک

اگر چه بتن سبک مناسب طراحی بخش‌های باربر در سازه‌های متفاوت عمرانی نیست؛ اما برای ایجاد دیگر بخش‌های سازه مانند دیوارهای جداکننده و یا پرکننده و حتی کف‌سازی و... بهترین نوع بتن است. مزایای بهره‌مندی از انواع بتن سبک در بخش‌های غیر باربر سازه به ‌قرار زیر است:

  • دوام بالایی دارند.
  • در کاهش وزن مرده سازه تأثیرگذار هستند.
  • قطعات ساخته‌ شده سبک و قابل ‌حمل است.
  • در مقابل آتش‌سوزی و حتی توسعه آتش مقاوم هستند.
  • عایق بسیار خوب حرارت و صوت هستند.

معایب استفاده از بتن های سبک

در کنار تمام مزیت‌هایی که قید کردیم، این بتن‌ها معایب و یا بهتر گفته باشیم، محدودیت‌هایی نیز دارند که به ‌قرار زیر معرفی می‌شوند:

  • پروسه خشک شدن آنها طولانی است.
  • مراحل ساخت و مخلوط شدن مصالح و تولید بتن طولانی است.
  • در مدت زمان عمل آوری (کیورینگ) نیاز به توجه و مراقبت بالایی دارند.
  • گران‌تر از بتن‌های معمولی هستند.

بتن سبک

موارد استفاده از بتن های سبک

کاربرد بتن سبک گسترده است و تقریباً در هر نوع فضای عمرانی و یا هر نوع فعالیت ساختمان‌سازی می‌توانیم از این بتن‌های متخلخل و سبک ‌وزن استفاده کنیم. عموم موارد استفاده از بتن سبک به قرار زیر است:

  • پوشش آستر سقف و کف ساختمان‌ها برای ایجاد سقف و یا کف‌های مقاوم که عایق صوتی باشند.
  • ایجاد دیوارهای حایل در فضاسازی بخش‌های مختلف ساختمان‌های مسکونی و اداری
  • تولید بلوک‌های بتنی برای دیوارکشی‌های سبک ساختمانی
  • تولید پنل‌های پارتیشن بتنی
  • عایق‌کاری لوله‌کشی‌ های ساختمانی
  • قالب‌بندی سازه‌های فولادی
  • پرکننده فضاهای خالی در عموم بسترهای غیر باربر ساختمان با هدف ایجاد سطوح عایق حرارتی و یا صوتی

جمع‌بندی

بتن سبک نگرش متفاوتی از تولید بتن برای مصارف ساختمان‌سازی است و در عمل به ‌تنهایی یکی از مباحث جامع در مهندسی عمران است. لذا برای تهیه این نوع بتن متناسب با انواع سازه‌ها در کاربردهای باربر و یا غیر باربر سری جامع از انواع استانداردهای بین‌المللی تدوین شده‌ است.

قاعدتاً تشریح کامل این استانداردها فراتر از حوصله این مقاله است؛ اما برخی از مهمترین آنها به قرار زیر هستند:

  • استاندارد ۸۵۹۷ برای تعیین نفوذپذیری بخار آب
  • استاندارد ۸۵۹۶ برای تعیین مقاومت فشاری بتن‌های هوادار اتوکلاو
  • استاندارد ۸۵۹۴ برای تعیین جرم حجمی خشک بتن‌های هوادار اتوکلاو
  • استاندارد ۸۵۹۱ برای تعیین مدل ارتجاعی استاتیکی بتن‌های سبک دانه
  • استاندارد ۸۵۹۲ برای تعیین مقدار جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن‌های سبک دانه
  • استاندارد ۸۵۹۸ برای تعیین مقاومت خمشی مخلوط بتن هوادار سبک دانه
  • استاندارد ۹۱۶۰ برای بررسی قطعات پیش ‌ساخته بتنی با ترکیب از بتن‌های سبک دانه
  • استاندارد ۹۱۶۱ برای بررسی بهره‌مندی از بتن‌های سبک دانه در تهیه بتن مسلح

در کنار تمامی این استانداردهای اصلی سری کاملی از دیگر مباحث استاندارد شده برای بررسی بلوک‌های سیمانی سبک غیر باربر، نوع سنگدانه‌های سبک مصرفی در بتن‌های سبک دانه، تعیین و بررسی نفوذ بخار آب در ملات‌های سبک دانه، تعیین مقدار ضریب جذب آب در ملات سبک دانه، تعیین مقدار کلرید محلول در آب تحت تأثیر بتن سبک دانه، تعیین مقاومت چسبندگی ملات‌های سبک دانه، تعیین مقاومت خمشی و فشاری بتن های سبک و... نیز تدوین شده ‌است. با استفاده مناسب از تمامی این استانداردها به ‌خوبی می‌توانید از نقش انواع بتن سبک در تولید سازه‌های هر چه سبک‌تر اما مقاوم و کاربردی استفاده کنید. اگر می‌خواهید درباره علل ترک خوردن بتن در هوای سرد بدانید این مقاله را از دست ندهید.

بتن سبک چیست؟ همه‌ چیز در خصوص بتن های سبک

بتن‌های معمولی متریال‌های بسیار مقاوم و جان سختی هستند که با مقاومت فشاری زیاد برای طراحی سازه‌های بزرگ کارایی دارند، اما همین بتن معمولی سنگین ‌وزن است و استفاده زیاد از آن در تمامی اعضای ساختمان منجر به سنگین شدن بیش ‌از اندازه بنا می‌شود. برای حل این مشکل نوع خاصی از بتن سبک را ابداع کرده‌اند.

بتن سبک در ترکیب مصالح چندان تفاوتی با بتن‌های معمولی ندارد. اما به دلیل استفاده از سنگدانه‌های سبک،‌ وزن آنها بسیار کمتر از بتن‌های معمولی است. انواع بتن سبک ترکیبی از مصالح سیمانی و آب در کنار سنگدانه‌های سبک با دانسیته بسیار کم در حدود ۱۴۴۰ الی ۱۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب است که مقاومت فشاری آن در پایان دوره ۲۸ روزه کیورینگ بالغ بر ۱۷ مگا پاسکال خواهد شد.

انواع بتن سبک از لحاظ کاربردی برای ساخت بخش‌های غیر باربر سازه و به‌ جهت کاهش وزن کل ساختمان استفاده می‌شوند. در این مقاله از گروه مت سل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی فنی و کاربردی بتن های سبک می پردازیم.

ویژگی‌های عمومی انواع بتن سبک

بتن های سبک همان‌طور که از نام آنها انتظار داریم، از نظر وزن سبک‌تر از بتن‌های معمولی هستند. به شکلی که خیلی ساده می‌توانید قطعات حجیم آن را در دست گرفته و جابجا کنید. البته مقدار وزن کلی این نوع بتن با توجه به نوع سنگدانه‌های کار شده در آن متفاوت است.

نوع سنگدانه‌ها در فرمول بتن سبک متفاوت از بتن‌های معمولی است. این سنگدانه‌ها معمولاً محصول روباره‌ی کوره‌های تولید فولاد و یا خاکستر بادی و دیگر ضایعات صنعتی هستند. از طرفی برای تولید برخی از این بتن‌ها تکنیک تزریق هوا و ایجاد بافت‌های اسفنجی ابداع شده ‌است.

کارایی بتن سبک به نسبت از بتن‌های معمولی ضعیف‌تر است. اول آنکه هرگز نمی‌توانند مقاومت فشاری بتن‌های معمولی را تأمین نمایند. از طرفی در صورت روان پذیری زیاد خرده سنگدانه‌های سبک آن تمایل به جدا شدن و تخریب بافت بتن را دارند. لذا در ساخت بتن سبک نهایت دقت را برای تنظیم اسلامپ به کار می‌گیرند تا در هر صورت حداکثر عدد اسلامپ بتن تهیه شده از مقدار ۵ تا ۷ درصد افزایش پیدا نکند.

بتن سبک

انواع بتن سبک

برای دسته‌بندی انواع بتن سبک روش‌های متفاوتی وجود دارد که این نوع ترکیبات بتن را از منظر چگالی، کاربردی، نوع فرمول و بهره‌مندی از نوع سنگدانه‌ها تفکیک می‌کنند. با در نظر گرفتن این نکته انواع بتن‌های سبک به قرار زیر هستند:

انواع بتن‌های سبک از نظر چگالی

چگالی مهمترین بحث فنی در تحلیل کاربرد بتن سبک است. هدف از ساخت این نوع بتن ایجاد حجم‌های مقاوم و سبک‌ وزن است که مصارف ساختمان سازی داشته و منجر به کاهش وزن سازه‌ها شود. اما هر اندازه چگالی این نوع بتن کاهش پیدا می‌کند، قاعدتاً از مقدار مقاومت فشاری آنها نیز کاسته می‌شود. به ‌این ‌ترتیب انواع این بتن‌ها را از منظر چگالی در گونه‌های سازه‌ای و یا غیر سازه‌ای و... دسته‌بندی می‌کنند.

  • بتن های سبک غیر سازه‌ای: بتن‌هایی با الگوی طراحی کاملاً متخلخل هستند که در ساخت آنها از سنگدانه‌های درشت و سبک‌ وزن با درصد کم سیمان استفاده ‌شده است. وزن این نوع بتن بسیار کمتر از بتن‌های معمولی و در حدود ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. در عین ‌حال مقاومت فشاری کم در محدوده 0.3 الی 7 مگا پاسکال دارند. برای ساخت این نوع بتن از سنگدانه‌های سبک منبسط شونده مانند پرلیت، ورمیکولیت با پوکه‌های معدنی و حتی پلی استیرن استفاده می‌کنند. کاربرد بتن سبک غیر سازه‌ای برای طراحی بخش‌های جداساز و یا ایجاد جداره‌ها با قابلیت عایق صوتی و حرارتی و البته هر نوع کف‌سازی ساختمانی و معابر شهری برای عبور مناسب روان‌آب‌ها است.
  • بتن سبک سازه‌ای: این نوع بتن با وجود سبک بودن از مقاومت فشاری کافی برای تحمل وزن بخش‌های نه‌ چندان سنگین سازه برخوردار است. چگالی وزنی این بتن‌ها در محدوده ۱۴۰۰ الی ۱۹۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است و با وجود متخلخل بودن می‌توانند مقاومت فشاری تا حداکثر ۱۷ مگا پاسکال را تأمین نمایند. قطعاً این مقدار به هیچ حالت مناسب طراحی اعضای باربر اصلی سازه‌های سنگین بتنی نیست، اما می‌توان از چنین مقاومت فشاری در بخش‌های بالادستی سازه‌ها که مقدار باربری کمی دارند استفاده کرد. از این نوع بتن برای دیگر کاربردها مانند پرکننده فضاهای ساختمانی، کف‌سازی، بسترسازی‌های بتنی و محوطه سازی‌های ساختمانی و شهری نیز استفاده می‌کنند.
  • بتن سبک متوسط: نوع حد فاصلی از بتن‌های سبک غیر سازه‌ای و سازه‌ای است که با بهره‌مندی از سنگدانه‌های منبسط شونده مانند روباره‌ی ذوب فلزات، خاک رس، دیاتومیت و یا خاکستر بادی و... ساخته می‌شود. چگالی وزنی این نوع بتن کمتر از بتن‌های ساده و بیشتر از بتن‌های غیر سازه‌ای در محدوده ۸۰۰ الی ۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. همچنین مقدار مقاومت فشاری آن نیز در محدوده 7 الی 17 مگا پاسکال قرار دارد. از این نوع بتن برای تولید قطعات سبک از مصالح پیش‌ ساخته بتنی، بلوک‌های سبک بتنی و یا جداره‌های سبک اما غیر باربر فضاهای ساختمانی استفاده می‌کنند. همچنین مناسب کف‌سازی و ایجاد بسترهای سبک بتنی است و در کل تأثیر چشمگیر در کاهش وزن ساختمان بدون تأثیر در کاهش مقاومت کلی سازه دارد.

بتن سبک

انواع روش‌های ساخت بتن سبک

ساخت بتن های سبک به روش‌های گوناگون بر پایه استفاده از سنگدانه‌های سبک دانه و یا بهره‌مندی از تکنیک بتن گازی و تولید بتن اسفنجی انجام می‌شود. در یک دسته‌بندی جامع دیگر می‌توانیم انواع این بتن‌ها را از منظر نوع ترکیب مصالح و چگونگی پروسه ساخت نیز دسته‌بندی کنیم که به‌ قرار زیر هستند:

روش ساخت بتن‌های دانه سبک

در این روش از حضور سنگدانه‌های سبک و متخلخل شده برای فرمول بتن سبک استفاده می‌کنند. این سنگدانه‌ها متنوع هستند، اما همگی آنها سبک ‌وزن بوده و مقدار چگالی وزنی کمتر از ۲.۶ دارند که با ظاهری متخلخل شده استفاده می‌شوند. برای تهیه این نوع بتن از انواع سنگدانه‌های سبک دانه مانند روباره‌ی کوره‌های تولید فولاد، خاکسترهای بادی و... استفاده می‌کنند. در پاره‌ای از موارد نیز با استفاده از خرده سنگ‌های سبک اما طبیعی مانند رس یا پامیس برای تولید این نوع بتن استفاده می‌کنند. مشخصه‌های فیزیکی بتن‌های دانه سبک به‌ قرار زیر است:

  • چگالی وزنی نسبتاً کوچک در محدوده ۳۰۰ الی ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب
  • مقاومت فشاری در بازه ۳ الی ۴۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع

بسته به نوع بتن و مقدار چگالی و مقاومت فشاری از این بتن‌های سبک دانه می توانیم در بخش‌های سازه‌ای نیز استفاده کنیم. در کل هر اندازه از سیمان بیشتری استفاده شود، امکان افزایش مقاومت فشاری بتن نیز بالاتر است که در بهترین حالت و با رعایت تمامی اصول اختلاط سیمان مقدار مقاومت فشاری آنها از ۶۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع تجاوز نمی‌کند.

روش ساخت بتن سبک هوادار (بتن گازی)

ایجاد حفره‌های بزرگ و توخالی در داخل بتن یکی دیگر از تکنیک‌های ساخت بتن سبک است که با بهره‌مندی از دمیدن هوا در مخلوط بتن قبل ‌از سخت شدن نهایی اجرا می‌شود. لذا به این نوع بتن کاملاً متخلخل اصطلاحاً بتن سبک هوادار یا بتن‌های گازی گفته می‌شود. این حفره‌ها در نهایت به یکدیگر راه دارند و منجر به خلق بتن اسفنجی می‌شوند. بنابراین حضور آنها تأثیر در تخریب بافت بتن ندارد و در صورت انبساط باعث شکست بتن نمی‌شوند.

بتن‌های سبک هوادار یا همان گازی را براساس مخلوط بتنی و چگونگی بهره‌مندی از عنصر هوادهی در دو تیپ کلی بتن‌های کفی اسفنجی و یا بتن‌های اتوکلاو دسته‌بندی می‌کنند:

  • بتن سبک هوادار کفی (اسفنجی): این نوع بتن با اضافه شدن ترکیبات کف‌کننده در حجم نهایی مصالح سبک دانه تهیه می‌شود. حدود ۳۰ درصد از حجم نهایی چنین بتن‌هایی را کف تشکیل داده است که پس‌ از سخت شدن بتن باعث ایجاد ساختار اسفنجی شکل و کاملاً سبک‌ وزنی خواهد شد.
  • بتن سبک هوادار اتوکلاو: برای ساخت این نوع بتن از ترکیبات شیمیایی که قادر به تولید گاز هستند، استفاده می‌شود. وجود افزودنی‌ها مانند پودر آلومینیوم در ساختار نهایی بتن باعث ایجاد زنجیره واکنش‌های شیمیایی شده که به تولید حجم قابل ‌توجه گاز می‌انجامد. این گازهای تولید شده به شکل حباب‌های بزرگ در داخل بتن باقی می‌مانند که شکل ظاهری آن را اسفنجی و متخلخل خواهد کرد.

روش ساخت بتن سبک بدون ریزدانه

حذف ریزدانه‌ها در ترکیب مصالح بتنی یکی دیگر از تکنیک‌های ساخت بتن سبک است که عملاً به ‌سادگی ساخت بتن‌های معمولی است و با بهره‌مندی از شن‌های دانه درشت شکسته تهیه می‌شود. وقتی در تهیه سنگدانه بتن فقط از شن‌های دانه درشت استفاده کنید، مقدار سیمان مصرفی بتن کاهش پیدا کرده و هم‌پوشانی کامل میان خرده سنگ‌ها وجود ندارد. در چنین شرایطی بخش‌های خالی زیادی میان خرده سنگ‌ها ایجاد شده ‌است که پس ‌از سخت شدن بتن به حالت متخلخل باقی می‌مانند و وزن نهایی بتن را به ‌طور محسوسی کاهش می‌دهند.

سنگدانه‌های استفاده ‌شده در بتن سبک

برای تهیه بتن های سبک که وزن آن بسیار کمتر از بتن معمولی باشد، علاوه ‌بر روش‌های مطرح ‌شده و بهره‌مندی از تکنیک‌های تزریق گاز و یا تولید گاز و حذف ریزدانه‌ها به بهره‌مندی مناسب از درشت دانه‌ها نیز نیاز داریم. در واقع خرده سنگ‌های بتن نیز سبک هستند. به ‌این ‌ترتیب تیپ مصالح در ساخت بتن سبک با بتن‌های معمولی متفاوت است. این تفاوت به ‌علت استفاده از سنگدانه‌های سبک است که به روش مصنوعی یا طبیعی تهیه می‌شوند. انواع این سنگدانه‌ها به قرار زیر هستند:

  • سنگ پوکه: یک نوع سنگ شیشه‌ای حفره‌دار و بسیار سبک است که از سرباره کوره‌های ذوب آهن تهیه می‌شود.
  • سنگ پا: نوعی سنگ متخلخل با ویژگی‌های عایق سازی است که درصد جذب آب آن بسیار زیاد است.
  • توف‌های معدنی: نوعی سنگ‌های متخلخل و بسیار سبک ‌وزن هستند که در بخش‌های رویه پوسته زمین و محصول متفرقه صنایع معدنی تهیه می‌شوند.
  • جوش‌های آتش‌فشانی: از سری خرده سنگ‌های طبیعی است که محصول مستقیم گدازه‌های آتش‌فشانی هستند.

در نگاه کلی انواع این خرده سنگ‌های سبک و متخلخل را می‌توانیم به شکل طبیعی یا مصنوعی تهیه کنیم. مصرف گونه‌های مصنوعی متداول‌تر هستند. چرا که تمامی آنها محصول ضایعات دیگر صنایع بوده و عملاً برای تهیه آنها هزینه خاصی صورت نمی‌گیرد و عموماً ارزان‌ قیمت هستند. این خرده سنگ‌های مصنوعی خود به چند گروه جداگانه تفکیک می‌شوند که به‌ قرار زیر هستند:

  • خرده سنگ‌هایی که با ایجاد حرارت برای منبسط کردن سنگ‌های طبیعی مانند رس و یا پرلیت تهیه می‌شوند.
  • خرده سنگ‌هایی که محصول تفاله کوره‌های ذوب فلزات هستند و با سرد کردن سریع ساختار متخلخل دارند.
  • خرده سنگ‌هایی که از خاکسترهای صنعتی تهیه می‌شوند.

بتن سبک

بتن سبک چه تفاوتی با بتن معمولی دارد؟

اگر چه مسیر ساخت و حتی نوع بهره‌مندی از سیمان و در مواردی نوع سنگدانه‌ها و حتی چگونگی استفاده از افزودنی‌های بتن های سبک شباهت‌هایی با بتن معمولی دارد؛ اما از نظر فنی و عملیاتی این دو نوع بتن تفاوت‌های آشکاری دارند. مانند:

  • بتن‌های معمولی بافت کاملاً متراکمی دارند. این در حالی است که بتن سبک دارای بافت متخلخل است.
  • بتن‌های معمولی برای بخش‌های سازه‌ای طراحی‌شده‌اند و مقاومت فشاری بسیار بالایی دارند. اما بتن سبک عموماً کاربردی غیر سازه‌ای با مقاومت فشاری بسیار کم دارد.
  • طرح اختلاط و روش عمل‌آوری بتن سبک بسیار سخت‌تر و مراحل آن پیچیده‌تر از بتن معمولی است.
  • بتن‌های سبک به ‌خاطر بافت اسفنجی و حضور حفره‌ها مقدار جذب رطوبت بالایی دارند که در جمع شدگی آنها حین خشک شدن کاملاً تأثیرگذار است.
  • عدد اسلامپ بتن‌های سبک دانه بسیار کمتر از بتن‌های معمولی است.
  • بتن‌های سبک با ساختار اسفنجی شده خاصیت عایق صوتی و حرارتی بهتری از بتن‌های معمولی دارند.

مزایای استفاده از بتن سبک

اگر چه بتن سبک مناسب طراحی بخش‌های باربر در سازه‌های متفاوت عمرانی نیست؛ اما برای ایجاد دیگر بخش‌های سازه مانند دیوارهای جداکننده و یا پرکننده و حتی کف‌سازی و... بهترین نوع بتن است. مزایای بهره‌مندی از انواع بتن سبک در بخش‌های غیر باربر سازه به ‌قرار زیر است:

  • دوام بالایی دارند.
  • در کاهش وزن مرده سازه تأثیرگذار هستند.
  • قطعات ساخته‌ شده سبک و قابل ‌حمل است.
  • در مقابل آتش‌سوزی و حتی توسعه آتش مقاوم هستند.
  • عایق بسیار خوب حرارت و صوت هستند.

معایب استفاده از بتن های سبک

در کنار تمام مزیت‌هایی که قید کردیم، این بتن‌ها معایب و یا بهتر گفته باشیم، محدودیت‌هایی نیز دارند که به ‌قرار زیر معرفی می‌شوند:

  • پروسه خشک شدن آنها طولانی است.
  • مراحل ساخت و مخلوط شدن مصالح و تولید بتن طولانی است.
  • در مدت زمان عمل آوری (کیورینگ) نیاز به توجه و مراقبت بالایی دارند.
  • گران‌تر از بتن‌های معمولی هستند.

بتن سبک

موارد استفاده از بتن های سبک

کاربرد بتن سبک گسترده است و تقریباً در هر نوع فضای عمرانی و یا هر نوع فعالیت ساختمان‌سازی می‌توانیم از این بتن‌های متخلخل و سبک ‌وزن استفاده کنیم. عموم موارد استفاده از بتن سبک به قرار زیر است:

  • پوشش آستر سقف و کف ساختمان‌ها برای ایجاد سقف و یا کف‌های مقاوم که عایق صوتی باشند.
  • ایجاد دیوارهای حایل در فضاسازی بخش‌های مختلف ساختمان‌های مسکونی و اداری
  • تولید بلوک‌های بتنی برای دیوارکشی‌های سبک ساختمانی
  • تولید پنل‌های پارتیشن بتنی
  • عایق‌کاری لوله‌کشی‌ های ساختمانی
  • قالب‌بندی سازه‌های فولادی
  • پرکننده فضاهای خالی در عموم بسترهای غیر باربر ساختمان با هدف ایجاد سطوح عایق حرارتی و یا صوتی

جمع‌بندی

بتن سبک نگرش متفاوتی از تولید بتن برای مصارف ساختمان‌سازی است و در عمل به ‌تنهایی یکی از مباحث جامع در مهندسی عمران است. لذا برای تهیه این نوع بتن متناسب با انواع سازه‌ها در کاربردهای باربر و یا غیر باربر سری جامع از انواع استانداردهای بین‌المللی تدوین شده‌ است.

قاعدتاً تشریح کامل این استانداردها فراتر از حوصله این مقاله است؛ اما برخی از مهمترین آنها به قرار زیر هستند:

  • استاندارد ۸۵۹۷ برای تعیین نفوذپذیری بخار آب
  • استاندارد ۸۵۹۶ برای تعیین مقاومت فشاری بتن‌های هوادار اتوکلاو
  • استاندارد ۸۵۹۴ برای تعیین جرم حجمی خشک بتن‌های هوادار اتوکلاو
  • استاندارد ۸۵۹۱ برای تعیین مدل ارتجاعی استاتیکی بتن‌های سبک دانه
  • استاندارد ۸۵۹۲ برای تعیین مقدار جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن‌های سبک دانه
  • استاندارد ۸۵۹۸ برای تعیین مقاومت خمشی مخلوط بتن هوادار سبک دانه
  • استاندارد ۹۱۶۰ برای بررسی قطعات پیش ‌ساخته بتنی با ترکیب از بتن‌های سبک دانه
  • استاندارد ۹۱۶۱ برای بررسی بهره‌مندی از بتن‌های سبک دانه در تهیه بتن مسلح

در کنار تمامی این استانداردهای اصلی سری کاملی از دیگر مباحث استاندارد شده برای بررسی بلوک‌های سیمانی سبک غیر باربر، نوع سنگدانه‌های سبک مصرفی در بتن‌های سبک دانه، تعیین و بررسی نفوذ بخار آب در ملات‌های سبک دانه، تعیین مقدار ضریب جذب آب در ملات سبک دانه، تعیین مقدار کلرید محلول در آب تحت تأثیر بتن سبک دانه، تعیین مقاومت چسبندگی ملات‌های سبک دانه، تعیین مقاومت خمشی و فشاری بتن های سبک و... نیز تدوین شده ‌است. با استفاده مناسب از تمامی این استانداردها به ‌خوبی می‌توانید از نقش انواع بتن سبک در تولید سازه‌های هر چه سبک‌تر اما مقاوم و کاربردی استفاده کنید. اگر می‌خواهید درباره علل ترک خوردن بتن در هوای سرد بدانید این مقاله را از دست ندهید.