X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

مشخصات و ساخت بتن سبک خود متراکم

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

چند طرح پیشنهادی برای ساخت بتن بک خود متراکم مطابق با جدول ۱ می باشد . که در آن ها نسبت مصالح سنگی طبیعی ( ماسه + پودر سنگ ) به ماسه سبک دانه ( سیمان + میکروسیلیس ) و عدد بعد از خط تیره نسبت مصالح ( وزن ماسه + پودر سنگ خک به وزن لیکای خشک ) را بیان می کند .

افزودن درشت دانه طبیعی ( شن ) باعث کاهش خود متراکمی شد و نمونه ها دارای سطحی نا هموار زبر شدند ؛ و همچنین وجود شن باعث کاهش روانی اسلامپ شد . این مشکل می تواند به دلیل افزایش اصطکاک بین دانه های مخلوط بتن تازه در اثر افزودن شن ایجاد شود . در ساخت بتن سبک خود متراکم به دلیل این که لازمه این بتن , خاصیت عبور و پرکنندگی بالای آن می باشد , از سنگدانه های ن در طرح های اصلی صرف نظر شد .

خلاصه نتایج آزمایش های بتن سخت شده در جدول ۲ آورده شده است , که ww/wc نسبت وزن آب آزاد به یمان و ww/wp نسبت وزن آب آزاد به کل پودر یعنی سیمان , میکروسیلیس و پودر سنگ می باشد .

مشخصات و ساخت بتن سبک خود متراکم

طرح اختلاط و مشخصات نمونه ها

چند طرح پیشنهادی برای ساخت بتن بک خود متراکم مطابق با جدول ۱ می باشد . که در آن ها نسبت مصالح سنگی طبیعی ( ماسه + پودر سنگ ) به ماسه سبک دانه ( سیمان + میکروسیلیس ) و عدد بعد از خط تیره نسبت مصالح ( وزن ماسه + پودر سنگ خک به وزن لیکای خشک ) را بیان می کند .

افزودن درشت دانه طبیعی ( شن ) باعث کاهش خود متراکمی شد و نمونه ها دارای سطحی نا هموار زبر شدند ؛ و همچنین وجود شن باعث کاهش روانی اسلامپ شد . این مشکل می تواند به دلیل افزایش اصطکاک بین دانه های مخلوط بتن تازه در اثر افزودن شن ایجاد شود . در ساخت بتن سبک خود متراکم به دلیل این که لازمه این بتن , خاصیت عبور و پرکنندگی بالای آن می باشد , از سنگدانه های ن در طرح های اصلی صرف نظر شد .

خلاصه نتایج آزمایش های بتن سخت شده در جدول ۲ آورده شده است , که ww/wc نسبت وزن آب آزاد به یمان و ww/wp نسبت وزن آب آزاد به کل پودر یعنی سیمان , میکروسیلیس و پودر سنگ می باشد .

 

 

 

 

 

 

بتن سبک :

مقدمه :

امروزه مصرف بتن در اغلب کشورها جزئی لاینفک از اجرای ساختمان محسوب شده است و همه روزه به منظور استفاده ی بهینه از این محصول ، با ارائه ی تکنولوژی های تازه تر و روش های جدید ، گام های موثرتری برداشته می شود . آنچه موجب گردیده که گرایش طراحان و کاربران ساختمان ها به مصرف بتن سبک گسترش یابد ، امتیازاتی ست که این ماده به لحاظ سبک سازی بنا ، صرفه جویی در مصرف انرژی و دوام بیشتر ( با سرمایه گذاری کمتر ) در بر دارد .

متاسفانه در کشور ما کمتر به امور تحقیقاتی در این خصوص توجه شده و دامنه ی توجهات تابعی ست از متغیرهای زلزله وس ایر مشکلات فصلی جامعه ، بدون دور اندیشی و آینده نگری ؛ که لازم است به نحوی این نقیصه رفع گردد .

بتن سبک از جمله ی مصالح ترکیبی مورد استفاده در ساختمان است که در مطلب حاضر به شرح مختصری از مزایا ، ویژگی ها و مشخصه های آن پرداخته خواهد شد .

بتن سبک بنا به تعریف عبارت است از بتنی با وزن مخصوص بسیار کمتر از بتن معمولی که با مصالح طبیعی ساخته می شود و براساس آیین نامه ی موسسه بتن آمریکا (ACI – 116 R-87 ) به ۳ دسته تقسیم می شود:

۱-بتن سبک ناسازه ای (Lowdensiy concrete )

۲-بتن سبک سازه ای (Structural concrete ) :

۳-بتن سبک متوسط (Moderate stfength concrete ) :

 آنچه موضوع این نوشته است ، در خصوص بتن سبک ناسزه ای می باشد ، که حداکثر وزن مخصوص بتن ساخته شده ی آن حدود ۷۰۰ الی ۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد . میانگین مقاومت فشاری این نوع بتن ، ۵ نیوتن بر میلیمتر مربع بوده و دامنه ی تغییرات از ۵/۰ تا ۸ نیوتن بر میلیمتر مربع نوسان خواهد داشت . ( در شرایط تولید خاص ، مقاومت تا ۵۰ نیوتن بر میلیمتر مربع قابل افزایش خواهد بود . ) براسا آخرین دستاوردهای تولید این گونه بتن در کشور آلمان ، ( طی شماره های ۴۱۶۶ و ۴۱۶۴  ) با توجه به میزان سیمان و نوع افزودنی و عمل آوردن مناسب ، میزان مقاومت آن حداقل ۵/۲ نیوتن بر میلیمتر مربع و حداکثر ۷ نیوتن بر میلیمتر مربع خواهد بود ( سایر مشخصات ، طبق جدول ۳) .

مصالح مورد مصرف :

مصالح مورد مصرف برای ساختن بتن سبک اسفنجی نازسازه ای عبارتند از : سیمان ، شن ، ماسه ، آهک ، گچ هیدراته شده ، آب ، بخار آب و افزودنی ها ؛ که این افزودنی ها شامل سه دسته هستند : پودر آلومینیوم ، سلیس ، اکسید آهن .

شایان توجه است که :

 1-بتن سبک ناسازه ای دیگری نیز با با مصالحی مانند پرلیت ( سنگ آذرین ) ، و رومکیولیت تولید می شود ، که با بتن سبک ناسازه ای اسفنجی مورد بحث متفاوت است .

۲-نوع دیگری از بتن سبک ، بتن سبک کفی ست که ترکیبی از بتن معمولی با دانه بندی نوع سبک و استفاده از کف حاصل از پروئین های حیوانی یا مصنوعی ست ، که به منظور افزایش جم ساخته می شود و در آینده ، طی مقاله ای به طور کامل و مفصل نحوه ی ساخت و مزایای آن شرح داده خواهد شد .

نحوه ی ساخت بتن سبک اسفنجی :

ساخت بتن اسفنجی ، به اختصار بدین شرح است که مصالح اشاره شده ی فوق ، با درصدهای مناسب و با استفاده از همزن کاملا مخلوط شده و سپس توسط نوار نقاله به سمت قالب های بزرگ هدایت می شود ؛ در این فاصله ، بسته به نوع مقاومت مورد نظر ، افزودنی های لازم به آن اضافه می شود . وقتی بن سخت نشده در قالب های به ابعاد ۵۰× 5/1 و به ارتفاع یک متر به مقاومت اولیه رسیده ، در داخل اتوکاو قرار گرفته و تحت دمای مورد نظر پخته شده و همانند کیکی بزرگ عمل آورده می شود . بتن سبک ساخته شده در ابعاد ۱× 5/1 متر در طول ۶ متر با هر اندازه ی دلخواه که به قالب داده شود ، به تناسب اتوکلاو و حجم تولید روزانه ، قابل برش و تقسیم بندی بوده و در هر ابعاد مورد نظری به بهره برداری می رسد .

در مرحله بعدی ، بتن سبک اسفنجی ساخته شده ، در قطعات مناسب برش شده و به جای آجر ، بلوک ، بلوک دیواری (تیغه بندی ) ، پانل ، بلوک سقفی ، پر کننده ها ، کف ها ، پوشش سطح دیواره ها ، لایه های دیواره ی زیر زمینی ، پوشش ضد آتش ، پوشش استخرها ، پوشش لوله گذاری ها ، شیب بندی بام و عایق کف و طبقات حد فاصل ساندویچ پانل ها و غیر مورد استفاده قرار می گیرد .

مزایای بتن سبک اسفنجی :

مزایای استفاده از بتن سبک اسفنجی را می توان به شرح زیر برشمرد :

۱-صرفه جویی در مصرف میلگرد سطح فونداسیون ( و طبعا کاهش وزن ساختمان و هزینه ها )

۲-کاهش وزن مرده ی ساختمان ( به طور میانگین تا ۲۵ درصد )

۳-صرفه جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از انتقال حرارت

۴-کاملا مقاوم در برابر آتش سوزی ( صدردصد نسوز )

۵-قابلیت حمل توسط کارگر : و افزایش سرعت اجرا تا ۳ برابر بیشتر از گزینه ی کار با مصالح معمولی

۶-قابلیت کاربرد در اندازه های مختلف ( حتی در اندازه های میلیمتری .

۷-صرفه جویی در دستمزد اجرای ساختمان و بالا بردن سرعت ساخت و استفاده نکردن از قالب بندی .

۸-قابلیت برش ، فرز کردن ، سوراخ کردن ، به هم چسباندن و منقوش کردن .

۹-نداشتن هیچ گونه دور ریز محیط زیستی و مسمومیت

۱۰-نداشتن هیچ گونه زیان محیط زیستی و مسمومیت

۱۱-عملکرد خوب به عنوان عایق صوتی

۱۲-داشتن قیمت تمام شده ای برابر با قیمت تمام شده ی فعلی بلوک ، آجر ، وس ایر تولیدات سنتی .

۱۳-کاهش عملیات نارک کاری و بهینه اجرا شدن اندودکاری.

مقایسه ی انرژی مصرفی در تولید بتن اسفنجی :

میزان انرژی مصرفی برای تولید بتن و سایر مصالح ساختمانی ، و بتن اسفنجی ، براساس دانسیته طبق نمودار زیر می باشد .

 

تاریخچه ساخت و کاربرد بتن سبک

 

 

اولین گزارشهای تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن به روم باستان بر می گردد. رومیان در احداث معبد پانتئون و ورزشگاه کلوزیوم از پومیس که نوعی مصالح سبک است استفاده کرده اند. کاربرد بتن سبکدانه پس از تولید سبکدانه های مصنوعی و فراوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد. در سال ۱۹۱۸، S. J. Hayde با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس و شیل کرد و بدینوسلیه سبکدانه ای مصنوعی تولید کرد که از آنها در ساخت بتن استفاده شد. تولید تجاری روباره های منبسط شده نیز از سال ۱۹۲۸ آغاز گردید.

این سبکدانه مصنوعی در هنگام جنگ جهانی اول به دلیل محدودیت دسترسی به ورق فولادی برای ساخت کشتی بکار رفت. کشتی Atlantus به وزن ۳۰۰۰ تن که با بتن سبک هایدیتی ساخته شد، در اواخر سال ۱۹۱۸ به آب افتاد. در سال ۱۹۱۹ کشتی Selma به وزن ۷۵۰۰ تن و طول ۱۳۲ متر با همین نوع بتن ساخته و به آب انداخته شد. تا آخر جنگ جهانی اول و سپس تا سال ۱۹۲۲ کشتی ها و مخازن شناور متعددی ساخته شد که یکی از آن ها Peralta تا سال های اخیر شناور بود.

برنامه ساخت کشتی ها در اواسط جنگ جهانی دوم متوقف شد و دوباره به دلیل محدودیت تولید ورق فولادی مورد توجه قرار گرفت. تا پایان جنگ جهانی دوم ۲۴ کشتی اقیانوس پیما و ۸۰ بارج دریایی ساخته شد که ساخت آن ها در دوران صلح، اقتصادی محسوب نمی گشت. ظرفیت این کشتی ها ۳ تا ۱۴۰۰۰۰ تن بود.

در سال ۱۹۴۸ اولین ساختمان با استفاده از شیل منبسط شده در پنسیلوانیای شرقی احداث گردید. در ادامه، از سال ۱۹۵۰ ساخت بتن سبک گازی اتوکلاو شده در انگلستان متداول شد. اولین ساختمان بتن سبکدانه مسلح در این کشور که یک ساختمان سه طبقه بود در سال ۱۹۵۸ و در شهر برنت فورد احداث گردید.

ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز، ساختمان ۱۴ طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال ۱۹۲۹ از جمله ساختمان های دهه ۲۰ و ۳۰ میلادی ساخته شده در آمریکای شمالی با استفاده از بتن سبک هستند. ساختمان ۴۲ طبقه در شیکاگو، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک در سال ۱۹۶۰، فرودگاه Dulles در واشنگتن در سال ۱۹۶۲، کلیسایی در نروژ در سال ۱۹۶۵، پلی در وایسبادن آلمان در سال ۱۹۶۶ و پل آب بر در روتردام هلند در سال ۶۸ از جمله ساختمان هایی هستند که با بتن سبکدانه ساخته شده اند.

در هلند، انگلستان، ایتالیا و اسکاتلند نیز در دهه ۷۰ و ۸۰ پل هایی با دهانه های مختلف ساخته و با موفقیت بهره برداری شده اند. در سال های ۱۹۷۰ ساخت بتن سبکدانه پرمقاومت آغاز شد و در دهه ۸۰ به دلیل نیاز برخی شرکت های نفتی در امریکا و نروژ برای ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فراساحلی مانند سکوهای نفتی یک رشته تحقیقات وسیع برای ساخت بتن سبکدانه پرمقاومت در این دو کشور با هدایت واحد آغاز شد که نتایج آن در اواخر دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ منتشر گشت.

در سالیان اخیر نیز استفاده بتن سبک در دال سقف ساختمانهای بلند مرتبه، عرشه پلها و دیگر موارد مشابه و همچنین کاربردهای خاص مانند عرشه و پایه دکلهای استخراج نفت کاربرد فراوانی یافته است.

۲۰ آبان ۱۳۸۶- غلامرضا مختاری اصل

۱-   طبقه بندی بتن سبک بر مبنای مقاومتی

بتن‌های سبک از دیدگاه مقاومتی در سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند که عبارتند از بتن سبک غیرسازه‌ای، بتن سبک سازه‌ای و بتن سبک با مقاومت متوسط که در ادامه به آن پرداخته می شود.بتن سبک غیرسازه‌ای که معمولاً به عنوان جداسازهای سبک مورد استفاده قرار می‌گیرد، دارای جرم مخصوص کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. با وجود جرم مخصوص کم، مقاومت فشاری آن حدود ۳۵/۰ تا ۷ نیوتن بر میلیمترمربع می‌باشد. از معمولیترین سنگدانه‌های مورد مصرف در این نوع بتن می توان به پرلیت (نوعی سنگ آذرین) و ورمیکولیت (ماده‌ای با ساختار ورقه‌ای شبیه لیکا)اشاره کرد.

بتن‌های سبک سازه‌ای دارای مقاومت و وزن مخصوص کافی می‌باشند، به گونه‌ای که می توان از  آن‌ها در اعضای سازه‌ای استفاده کرد. این بتن‌ها عموماً دارای جرم مخصوصی بین ۱۴۰۰ تا ۱۹۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب بوده و حداقل مقاومت فشاری تعریف شده برای آنها ۱۷ نیوتن بر میلیمتر مربع (مگاپاسکال) می باشد. در بعضی حالات امکان افزایش مقاومت تا ۶۰ نیوتن بر میلیمتر مربع نیز وجود دارد. در مناطق زلزله خیز، آیین‌نامه‌ها حداقل مقاومت فشاری بتن سبک را به ۲۰ نیوتن بر میلیمتر مربع محدود می‌کنند.

بتن‌های سبک با مقاومت متوسط، از لحاظ وزن مخصوص و مقاومت فشاری در محدوده‌ای بین بتن‌های سبک غیرسازه ا‌ی و سازه‌ای قراردارند، به گونه‌ای که مقاومت فشاری آنها‌ بین ۷ تا ۱۷ نیوتن بر میلیمترمربع و جرم مخصوص آن‌ها بین ۸۰۰ تا ۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب می باشد.

۱-۱- بتن سبک غیرسازه‌ای

این نوع بتن‌ها با جرم مخصوصی معادل ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب و کمتر، به عنوان تیغه‌های جداساز و عایق‌های صوتی در کف بسیار مؤثر هستند. این نوع بتن می‌تواند در ترکیب با مواد دیگر در دیوار، کف و سیستم‌های مختلف سقف مورد استفاده قرار گیرد. مزیت عمده آن، کاهش هزینه‌های لازم برای تهویه‌ی گرمایی یا سرمایی فضاهای داخلی ساختمان و کاهش انتقال صوت بین طبقات و فضاهای ساختمان می باشد. بتن‌های سبک غیرسازه‌ای بر اساس ساختارداخلی می‌توانند به دو گروه جداگانه تقسیم‌بندی شوند.

دسته اول بتن‌های اسفنجی[۱] که در حین ساخت آن‌ها با ایجاد کف، حباب‌های هوا در خمیر سیمان یا در ملات سیمان – سنگدانه ایجاد می گردد. کف مورد نظر یا از طریق مواد کف‌زا در حین اختلاط تولید شده و یا به صورت کف آماده به مخلوط اضافه می‌شود. بتن اسفنجی می‌تواند جرم مخصوصی تا حدود ۲۴۰ کیلوگرم بر مترمکعب داشته باشد.

دسته دوم بتن با سنگدانه سبک یا به اختصار بتن سبکدانه است که با استفاده از پرلیت، ورمیکولیت منبسط شده و یا دیگر سبکدانه های طبیعی و مصنوعی ساخته می‌شوند. جرم مخصوص خشک این مخلوط بین ۲۴۰ تا ۹۶۰ کیلوگرم بر مترمکعب می‌باشد.

امروزه اضافه کردن ریزدانه‌هایی با وزن معمولی، موجب افزایش وزن بتن و مقاومت آن می شود، لیکن به منظورحصول خواص عایق‌بندی حرارتی (ضریب انتقال حرارت پایین)، حداکثر جرم مخصوص به ۸۰۰ کیلوگرم در مترمکعب محدود می‌گردد.

هنگام ساخت و استفاده از بتن سبک غیرسازه‌ای، سعی بر این است که با کاهش وزن بتوان خصوصیات عایق حرارتی را افزایش داد، اما ذکر این مطلب ضروری است که باکاهش وزن مخصوص بتن، مقاومت آن نیز کاهش می‌یابد. مقاومت فشاری و وزن مخصوص بتن، ارتباط نزدیکی با هم دارند و با افزایش وزن مخصوص، بالطبع باید مقاومت بالاتری را انتظار داشت. با توجه به مقاومت به دست آمده از این نوع بتن، محل کاربرد آن تعیین می گردد. به عنوان مثال بتن‌هایی با مقاومت فشاری حدود ۷/۰ نیوتن بر میلیمترمربع و کمتر برای عایق‌سازی لوله‌های بخار زیرزمینی مناسب هستند و از بتن‌های با مقاومت بالاتر تا حدود ۵/۳ نیوتن بر میلیمتر مربع در پیاده‌روها استفاده می شود. باید توجه داشت که انقباض بتن‌های سبک در هنگام خشک شدن در اکثر موارد و به خصوص در موارد حذف سنگدانه‌های درشت از مخلوط، همواره مشکل‌ساز است.

۱-۲- بتن سبک با مقاومت متوسط

بتنهای سبک موجود در این طبقه عمدتا از نوع بتنهای سبکدانه و بتنهای با ساختار باز می باشند. به عبارت دیگر برای کاهش چگالی بتن از سنگدانه های سبک طبیعی یا مصنوعی استفاده شده است. سبکدانه های مورد استفاده در بتنهای سبک با مقاومت متوسط معمولا از یکی از روشهای آهکی شدن (تکلیس)، سنگدانه‌ی کلینگر، محصولات منبسط شده‌ای نظیر روباره‌های منبسط شده، خاکستر بادی، شیل و اسلیت یا سنگدانه‌های تولیدی از مصالح طبیعی مانند پوکه سنگ‌های آذرین و سنگ‌های آذرین متخلخل (توف) تولید می‌شوند. جرم مخصوص بتن ساخته شده با سنگدانه‌های فوق بین ۸۰۰ تا ۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. کاربرد مواد افزودنی نظیر تسریع کننده‌ها و روان‌کننده‌ها می‌تواند در تغییر مقاومت بتن‌های ساخته شده با سنگدانه‌های تولید شده از روش‌های مذکور موثر باشد. کاربرد این بتنها معمولا در بلوکهای مجوف بتنی، کف سازیها و موارد مشابه است.

۱-۳- بتن سبک سازه ای

بتنهای سبک سازه ای بتنهایی هستند که علی رغم دارا بودن چگالی کمتر از ۲۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب، مقاومت فشاری بیش از ۱۷ مگاپاسکال دارند. ساخت این بتنها صرفا با استفاده از سنگدانه های سبک و مقاوم امکان پذیر است. تمام بتنهای سبک سازه ای از خانواده بتن های سبکدانه می باشند که در آن برای کاهش وزن مخصوص بتن از سنگدانه های سبک استفاده شده است. به این دلیل بعضا از عبارات بتن سبکدانه و بتن سبک سازه ای برای بیان یک مفهوم استفاده می شود. در بتن‌های سبکدانه سازه‌ای از سنگدانه‌هایی استفاده می‌شود که بتن ساخته شده مقاومتی بیش از ۱۷ مگاپاسکال و جرم مخصوصی کمتر از ۲۰۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب را دارا باشد. سنگدانه‌هایی که این شرایط را عموماً برآورد می‌کنند و طبق استاندارد [۲] ASTM-C330 برای ساخت بتن سبک سازه‌ای مورد استفاده قرار می گیرند، عمدتا عبارتند از:

الف) شیل، رس و اسلیت منبسط شده در کوره‌ی دوار

ب)سنگدانه هایی که از فرآیند های کلوخه ای شدن به دست می آیند

ج) سرباره‌های منبسط شده

د) پوکه‌های معدنی

هـ) پوکه‌های صنعتی

و) خاکستر بادی ته نشین شده

تأمین مقاومت فشاری معادل ۲۰ نیوتن بر میلیمترمربع و بیشتر با بعضی از این سنگدانه‌ها امکان‌پذیر است. شرایط سایر سنگدانه‌ها نیزطوری است که قادر به حصول حداقل مقاومت فشاری مقرر شده برای بتن سبک سازه‌ای می‌باشند. همانطور که پیش از این ذکر شد،‌ مقاومت بتن سبک ‌تابعی از جرم مخصوص آن است. باید توجه داشت که جرم مخصوص بتن عمدتاً متأثر از جرم مخصوص سنگدانه‌های مصرفی است، به گونه‌ای که استفاده از مصالح سبکتر موجب کاهش وزن مخصوص بتن می شود. ولی استفاده از مصالح سنگین‌تر از سبکدانه‌ها، لزوماً باعث افزایش مقاومت بتن ساخته شده نخواهد شد. بیشترین مقاومت بتن سبکدانه معمولا وقتی حاصل می شود که از سبکدانه های ساخته شده از شیل، رس و اسلیت منبسط شده در فرآیند کوره دوار برای سبک سازی چگالی بتن استفاده گردد.

 

 

 

منبع : پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر