بتن سبک از مصالح بسیار کاربردی در ساخت و سازها بوده که در طراحی آن از سنگدانه های خاص و سبک استفاده میشود و به همین دلیل وزن کمتری در مقایسه با بتن های معمولی دارد. از این بتن در بسیاری از زمینه های کاری به ویژه در ساخت بلوک‌های سقفی و دیواری، اجرای دیوارهای غیرباربر، ساخت قطعات پیش ساخته، کف سازی ها و به عنوان پرکننده در سازه ها استفاده میشود. وزن کم آن در کنار مقاومت و دوام بالای آن سبب شده از آن به عنوان یک متریال رایج و کاربردی در ساخت و سازها یاد شود.
از طرفی استفاده از این بتن در طراحی بخش های مختلف ساختمان باعث پایین آمدن وزن و بار مرده آن شده و به افزایش مقاومت ساختمان در برابر فشار و نیروهای وارده کمک زیادی می‌کند.
بتن سبک چه نوع بتنی است و از چه موادی تشکیل میشود؟
بتن سبک که با عنوان بتن LWC نیز شناخته میشود با ساختار سبک بوده که در ساخت آن از سنگدانه های متخلخل استفاده شده است. وزن و چگالی آن در مقایسه با بتن های معمولی به مقدار قابل توجهی کم شده و در طرف مقابل مقاومت و استحکام آن نیز به طور ویژه ای بالا رفته است. چنان چه هر متر مکعب بتن معمولی وزنی معادل ۲۴۰۰ کیلوگرم داشته باشد این وزن برای نوع سبک برابر ۱۰۰۰ کیلوگرم در متر مکعب خواهد بود.
وزن پایین آن در کنار مقاومت بالای آن باعث شده به صورت متداول در بسیاری از ساخت و سازها و به عنوان سازه باربر و غیرباربر مورد استفاده قرار گیرد. به روش های مختلفی تولید میشود و ساختار آن بسته به مدل آن می‌تواند متفاوت باشد. در طراحی علاوه بر سنگدانه های متخلخل از سنگدانه‌های بدون ذرات ریز و افزودنی های حباب ساز نیز استفاده میشود.
تاریخچه بتن سبک در ایران و جهان
در رابطه با تاریخچه بتن سبک در جهان می‌توان گفت که در دوران باستان رومیان از مصالح سبک مانند پومیس (سنگ آتشفشانی سبک) برای ساخت و سازها استفاده می‌کردند. در اواخر قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ نیز با پیشرفت صنعت ساخت و ساز و روی کار آمدن مصالح جدید مانند سیمان پرتلند تلاش هایی برای کاهش وزن بتن صورت گرفت. بدین صورت که در سال ۱۹۱۷ برای ساخت کشتی های بتنی از بتن سبک استفاده می‌شد که در طراحی آن سنگدانه های مصنوعی بکار رفته بود. همچنین در فاصله زمانی دهه های ۲۰ الی ۵۰ قرن بیستم میلادی توجه معماران و طراحان به ساخت سنگدانه های سبک مصنوعی (از جمله لیکا) معطوف شد. در دوران معاصر نیز با پیشرفت فناوری نانو، بتن‌های سبک با خواص حرارتی و مکانیکی بهبود یافته روی کار آمدند.
در مورد تاریخچه در ایران می‌توان به این موضوعات اشاره کرد که در دهه ۵۰ شمسی استفاده از آن فقط محدود به ساخت و سازهای نظامی و دولتی بود. ولی در دهه ۶۰ و ۷۰ شمسی به دلیل نیاز مبرم به بازسازی نقاط آسیب دیده بعد از جنگ، استفاده از این بتن در ساخت و سازها گسترش یافت. در دهه ۸۰ شمسی نیز طراحان به تولید صنعتی نوع سبک بتن روی آوردند که در آن از سنگدانه های طبیعی سبک و پوکه های معدنی استفاده می‌شد. در سالیان اخیر نیز از انواع سبک بتن مانند گازی، فومی و غیره در بسیاری از ساخت و سازها استفاده می‌گردد.
استفاده از بتن سبک دارای چه مزایایی است؟
به دلیل نوع ساختار و ویژگی هایی که دارد با مزایای بسیاری همراه بوده که از جمله آنها می‌توان کاهش بار مرده ساختمان و افزایش مقاومت آن در برابر نیروهای ناشی از زلزله اشاره کرد. همچنین به دلیل جابجایی آسانی که دارد باعث کاهش هزینه های باربری میشود. اجرای آسان به دلیل وزن پایین، کاهش هدایت حرارتی در سازه به دلیل خاصیت عایقی، استحکام و دوام بالا به همراه نقش آن در کاهش اثرات مخرب زیست محیطی از دیگر مزایای استفاده از بتن سبک است.
چه معایب و محدودیت هایی در استفاده از بتن سبک وجود دارد؟
در کنار مزایای بسیار با یک سری معایب نیز همراه بوده که از جمله آنها می‌توان به استحکام پایین به دلیل تخلخل بالا، امکان جدا شدن سنگدانه‌ها از دوغاب سیمانی، حساسیت بالا ساختار به میزان آب و طولانی بودن فرایند اختلاط و نیاز به نظارت مداوم اشاره کرد.
بتن سبک بر اساس مواد تشکیل دهنده به چند دسته تقسیم میشود؟
بر اساس نوع ساختار و متریالی که در تولید آن بکار می‌رود به سه دسته بتن سبک دانه ای (پرلیت، لیکا و ورمیکولیت)، فومی و گازی (AAC) تقسیم بندی میشود که در ادامه به معرفی بیشتر ساختار و ویژگی های آنها خواهیم پرداخت.
بتن سبک دانه ای (لیکا، پرلیت، ورمیکولیت)
با وزن پایین بوده که در ساخت آن از متریال طبیعی استفاده میشود که وزن آن در هر متر مکعب کمتر از ۱۱۲۰ کیلوگرم است. این دانه های سبک می‌‌توانند از جنس شیل، خاکستر آتش فشان، خاکستر بادی، رس ها، پامیس، اسلیت ها و غیره باشند که به صورت متداول در ساخت این نوع بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. با استفاده از آن می‌توان وزن سازه را پایین آورد و باعث کاهش هزینه های کلی ساخت به ویژه فونداسیون شد.
بتن فومی
با عناوین دیگری چون بتن CLC، کفی و غیره نیز شناخته میشود. از انواع کاربردی بتن سبک در ساخت و سازها بوده که از وزن و چگالی بسیار پایینی برخوردار است. از اجزای تشکیل دهنده آن می‌توان به سیمان، سنگدانه های سبک، آب، فوم پیش ساخته و مواد افزودنی اشاره کرد که استفاده از فوم در طراحی آن باعث کاهش قابل توجه چگالی میشود. آب مورد استفاده در طراحی باید عاری از هر گونه مواد اضافی و مضر مانند اسید، مواد قلیایی، روغن، نمک و مواد آلی باشد. همچنین سیمان بکار رفته در ساخت آن نقش مهمی در مقاومت اولیه بتن در هنگام اجرا دارد.
بتن گازی AAC
با کارایی بالا بوده که با عنوان بتن سلولی نیز شناخته میشود. متریال مورد استفاده در ساخت این نوع بتن از نوع طبیعی و مصنوعی بوده که به دلیل ساختار سبکی که دارند بتن تولیدی از آنها از چگالی و وزن پایینی برخوردار است. استفاده از مواد شیمیایی هوازا در ساختار این بتن ها باعث ایجاد حباب هایی در ساختار آن شده و حالت متخلخل و اسفنجی به آنها می‌بخشد. بر همین اساس این نوع بتن وزن و چگالی پایینی دارد و از آن می‌توان برای اجرای سازه های سبک استفاده کرد. از دیگر ویژگی ها می‌توان به خاصیت عایق حرارتی و صوتی آن اشاره کرد.
بتن سبک از نظر مقاومت فشاری چگونه دسته بندی میشود؟
اگر بخواهیم بتن های سبک را از نظر مقاومت فشاری تقسیم بندی کنیم به سه دسته بتن با چگالی پایین، با چگالی متوسط و بتن ساختاری سبک تقسیم بندی می‌شوند.
بتن با چگالی پایین از وزن و چگالی بسیار پایینی (کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب) برخوردار بوده و کاربرد گسترده ای به عنوان عایق حرارتی دارد. مقاومت فشاری آن به دلیل ساختار خاصی که دارد مقدار پایینی (در محدوده ۰.۶۹ الی ۶.۸۹ نیوتن بر میلیمتر مربع) است.
البته نوع چگالی متوسط به دلیل چگالی و وزن بیشتر از مقاومت فشاری بهتری برخوردار بوده و از آن برای کاهش وزن ساختمان استفاده میشود.
در آخر بتن سبک ساختاری به دلیل چگالی و وزن بیشتری که نسبت به دو مدل دیگر دارد. از مقاومت فشاری بیشتری برخوردار بوده و برای اجرای بخش های باربر سازه استفاده میشود.
بتن سبک در چه بخش‌هایی از ساخت و ساز کاربرد دارد؟
به دلیل ویژگی ها و مزایای بسیاری که دارد کاربرد گسترده ای دارد که از مهم ترین آنها می‌توان به استفاده از این بتن در دیوارهای غیرباربر، بلوک‌های سقفی و دیواری، قطعات پیش ساخته، کف سازی و به عنوان پرکننده اشاره کرد.
بتن سبک در دیوارهای غیرباربر
یکی از کاربردها به استفاده از آن در طراحی دیوارهای غیرباربر برمی‌گردد که در کنار وزن پایین از خواص عایق صوتی و حرارتی برخوردار است. همچنین کاربرد گسترده ای در ساخت دیوارهای پانلی، دیوارهای پارتیشن، پرکننده در پانل‌های دیواری و همچنین عایق‌کاری دیوارها دارد.
بلوک های سقفی و دیواری
از بتن سبک به دلیل وزن پایین و مقاومت بالایی که دارد در طراحی بلوک های سقفی و دیواری نیز استفاده میشود. از خاصیت عایق حرارتی برخوردار بوده و به همین دلیل می‌تواند انتخاب مناسبی برای عایق کاری فضاهای داخلی ساختمان باشد. همچنین استفاده از فوم بتن و بتن سبک دانه در طراحی آن باعث میشود وزن کمی داشته باشد و در نهایت بار مرده کمتری را به سازه تحمیل کند.
بتن سبک در قطعات پیش ساخته
وزن کم و مقاومت بالای بتن سبک باعث شده که در طراحی قطعات پیش ساخته نیز مورد استفاده قرار گیرد. این قطعات معمولاً در طراحی بسیاری از سازه ها به ویژه سازه های زیرزمینی، ساختمان های تجاری، مسکونی، صنعتی و غیره استفاده می‌شوند و نقش مهمی در ساخت و سازها دارند.
کف سازی و پرکننده
کاربرد دیگر استفاده از آن در کف سازی ها و به عنوان پرکننده برمی‌گردد که از این نظر از اهمیت بالایی در ساخت و سازها برخوردارند. از این نوع بتن به دلیل ساختار خاصی که دارد می‌توان در لایه زیرین کف سازی نیز استفاده کرد و این بخش ها را برای اجرای لایه رویی تراز نمود. به دلیل وزن پایینی که دارد می‌تواند متریال مناسبی برای پر کردن فضاهای داخلی در ساختمان مانند فضای بین سقف ها، تیرچه ها، لوله ها و کابل ها باشد.
چه تفاوت هایی بین بتن سبک و بتن پیش ساخته وجود دارد؟
بتن سبک و بتن پیش ساخته از نظر وزن، نحوه تولید، مقاومت، هزینه ساخت و غیره تفاوت هایی با هم دارند که در این بخش به بررسی آنها می‌پردازیم. نوع سبک به دلیل استفاده از سنگدانه های سبک در طراحی آن وزن کمتری در مقایسه با معمولی دارد ولی وزن بتن پیش ساخته بستگی به نوع بتنی دارد که در طراحی آن بکار رفته که برای این کار از بتن معمولی و سبک استفاده میشود. نوع سبک معمولاً در محل پروژه و با استفاده از مصالح خاص تولید میشود ولی ساخت نوع پیش ساخته در کارخانه و مراکز تولید انجام میشود و سپس به محل پروژه انتقال می‌یابد.
کاربرد نوع سبک بیشتر برای کاهش بار مرده سازه بوده در حالی که از پیش ساخته برای ساخت قطعات پیش ساخته و افزایش سرعت ساخت و سازها استفاده میشود. از نظر مقاومت نیز بتن پیش ساخته به دلیل استفاده از بتن معمولی در طراحی آن ممکن است مقاومت بهتری در مقایسه با نوع سبک داشته باشد. از نظر هزینه ساخت نیز نوع سبک به دلیل استفاده از متریال خاص در طراحی آن قیمت بالاتری نسبت به پیش ساخته دارد.
مراحل تولید و ساخت بتن سبک به چه صورت است؟
ساخت بتن سبک طی چندین مرحله صورت می‌گیرد که نحوه اجرای این مراحل تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی بتن تولیدی دارد. مرحله اول این کار به انتخاب مواد بتن اختصاص داده میشود که برای این کار نیاز به تهیه ماسه، شن، رس منبسط شده و سنگدانه ها (مانند پوکه معدنی) است. علاوه بر آن برای این کار از سیمان پرتلند و آب و همچنین یک سری مواد افزودنی با نسبت مشخص نیز استفاده میشود.
در مرحله دوم نوبت به اختلاط مواد با هم می‌رسد که برای شروع کار سیمان و آب با نسبت مشخصی با هم مخلوط شده و سپس سنگدانه ها و مواد افزودنی به تدریج به آنها اضافه می‌گردد. در مرحله سوم ملات به دست آمده در محل مورد نظر و در قالب ها ریخته شده و سپس فشرده می‌گردد که برای فشرده سازی بتن از ابزارهای مناسب این کار استفاده می‌گردد. در مرحله آخر نوبت به عمل آوری بتن سبک می‌رسد که برای این کار از آب پاشی بتن و مرطوب سازی آن با پوشش های مرطوب استفاده میشود.
طرح اختلاط بتن سبک چگونه تنظیم میشود و شامل چه نسبت هایی است؟
طرح اختلاط بتن سبک بر اساس دو عامل نوع سنگدانه های بکار رفته در بتن و مقاومت نهایی آن تنظیم میشود.
طرح اختلاط بتن از طریق نسبت های معینی صورت می‌گیرد که این نسبت ها برای آب به سیمان برابر با ۰.۴ تا ۰.۶ خواهد بود. همچنین در صورت استفاده از سنگدانه های سبک لیکا یا پرلیت در این بتن، مقدار سیمان بکار رفته در محدوده ۳۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم در متر مکعب بتن تخمین زده میشود. مقدار آب اضافه شده به این بتن لازم است به نسبت معینی انجام شود که این نسبت در متر مکعب بتن بین ۱۶۰ الی ۲۰۰ لیتر آب خواهد بود.
اسلامپ بتن سبک چه میزان باید باشد و چگونه اندازه گیری میشود؟
اسلامپ بتن در واقع اندازه گیری مقدار آبی است که در بتن و پس از اجرای آزمایش اسلامپ باقی می‌ماند. از روی اسلامپ می‌توان به قابلیت بتن و میزان کارکرد آن پی برد و از آن بر اساس شرایط کاری مورد نیاز استفاده کرد. اسلامپ پایین بتن باعث سخت شدن فرایند اجرایی آن و اسلامپ بالا نیز باعث جدا شدن سنگدانه های بتن شده و از کیفیت و کارایی آن می‌کاهد.
محدوده بهینه اسلامپ بتن از نوع سبک
در رابطه با محدوده بهینه اسلامپ بتن نوع سبک می‌توان گفت که مقدار آن می‌بایست در محدوده ۵۰ الی ۷۵ میلیمتر باشد. دلیل این موضوع نیز کارایی و روانی پایین تر بتن سبک در مقایسه با معمولی است.
تفاوت اسلامپ بتن سبک با بتن معمولی
در رابطه با تفاوت اسلامپ بتن معمولی با نوع سبک می‌توان گفت که اسلامپ بتن سبک در مقایسه با معمولی پایین تر بوده و دلیل آن نیز به استفاده از سنگدانه های سبک برمی‌گردد که باعث پایین آمدن وزن بتن و دانسیته آن می‌شوند.
روش انجام تست اسلامپ
تست اسلامپ در واقع یک آزمایش ساده بوده که از روی آن می‌توان به میزان روانی بتن قبل از گیرش پی برد که برای این کار از یک قالب اسلامپ با طراحی مخروطی شکل استفاده میشود. برای اجرای تست در قالب مورد نظر بتن ریخته و پس از متراکم کردن قالب برداشته میشود. در نهایت پس از برداشتن قالب از روی میزان نشست بتن، می‌توان به میزان روانی و اسلامپ پی برد.
آیا بتن سبک قابل استفاده در سازه باربر است؟
بله – البته به شرطی که طراحی بتن سبک بر اساس الزامات مقاومت فشاری بتن که در آیین نامه های اجرایی آمده انجام شود. در واقع بتنی که با وزن مخصوص ۱۴۰۰ الی ۱۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب طراحی میشود و از حداقل مقاومت فشاری ۱۶ مگاپاسکال برخوردار است قابلیت استفاده در سازه باربر را دارد. البته استفاده از نوع سبک بتن در سازه های باربر با مزایایی نیز همراه بوده که از جمله آنها می‌توان به کاهش وزن و بار مرده سازه اشاره کرد که باعث افزایش استحکام و مقاومت آن در برابر نیروهای ناشی از زلزله میشود. کاهش هزینه ها و افزایش سرعت اجرایی از دیگر دلایل استفاده از این بتن ها در سازه های باربر است.
قیمت بتن سبک نسبت به بتن معمولی و بتن پیش ساخته چطور است؟
قیمت بتن های سبک، معمولی و پیش ساخته به عوامل مختلفی بستگی دارد که از جمله آنها می‌توان به نوع متریال بکار رفته در ساخت این بتن ها، کیفیت متریال، نحوه آماده سازی، هزینه جابجایی مواد، هزینه های اجرایی و غیره اشاره کرد. از آن جایی که نوع متریال بکار رفته در ساخت این بتن ها و نحوه آماده سازی آنها متفاوت بوده قیمت نهایی آنها نیز متفاوت خواهد بود.
در حالت کلی می‌توان گفت که قیمت بتن سبک به دلیل استفاده از متریال و سنگدانه های خاص در طراحی آن بیشتر از معمولی است. ولی با این وجود این نوع بتن به دلیل جابجایی و اجرای آسانی که دارد می‌تواند تا حدودی باعث صرفه جویی در هزینه های ساخت و ساز شود. قیمت بتن پیش ساخته نیز بستگی به نوع بتن بکار رفته در طراحی آن دارد و چنان چه از نوع سبک برای این کار استفاده شود قیمت بالاتری خواهد داشت. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه قیمت تنها کافی است به وبسایت شرکت ام ک بتن مراجعه نمایید.
کلام پایانی
بتن سبک یک متریال کاربردی و چند وجهی در زمینه ساخت و ساز بوده که به دلیل وزن پایین و مقاومت بالایی که دارد در بسیاری از زمینه های کاری مورد استفاه قرار می‌گیرد. البته ویژگی ها و مزایای بسیار آن سبب شده تقاضا برای آن بسیار باشد و به عنوان یک متریال پر استفاده در ساخت و سازها از آن یاد شود. همچنین در کنار کاهش وزن ساختمان باعث افزایش سرعت اجرای پروژه میشود. البته ساختار خاص و متخلخل این نوع بتن باعث شده از آن بتوان به عنوان عایق صوتی و حرارتی در ساختمان ها نیز استفاده کرد. قیمت آن به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد و در مقایسه با بتن های معمولی بیشتر است.
