انواع بتن سبک: چیستی، انواع، کاربردها و مزایا

بتن سبک، بتنی با چگالی حدود ۱۴۴۰ تا ۱۸۴۰ کیلوگرم بر متر مکعب است که با سنگدانه‌های درشت سبک تولید می‌شود و برای کاربردهای سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنگدانه‌های سبکی که در بتن سبک سازه‌ای استفاده می‌شوند، معمولاً از شیل، رس یا تخته سنگ منبسط شده تولید شده‌اند که برای ایجاد ساختار متخلخل در کوره‌ای دوار پخته می‌شوند. این گروه از بتن‌ها انواع مختلفی دارند و کاربردها و مزایای خاصی دارند که در مقاله «انواع بتن سبک» بلاگ رامکا به آن خواهیم پرداخت. پس تا انتها همراه ما باشید.

بتن سبک چیست؟

بتن سبک، ماده‌ای چند کاربردی است که در ساخت بیشتر سازه‌های عمرانی استفاده می‌شود و نسبت به بتن معمولی وزن کمتری دارد. استفاده از این بتن در ساخت سازه‌های مختلف، مزایای زیادی دارد که باعث کاهش وزن سازه می‌شود. این بتن بر اساس شیوه‌های تولید، گروه‌های مختلفی را شامل می‌شود که از جمله آن می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• بتن با سنگدانه سبک (سبکدانه) : این بتن با استفاده از سنگدانه سبک متخلخل با وزن مخصوص ظاهری کم – یعنی کمتر از ۲٫۶ – تولید می‌شود.
• بتن هوادار سلولی، فوم‌دار یا گازی: این بتن با ایجاد حفره‌های بزرگ داخل توده بتن یا ملات تولید شده و باید از حفره‌های بسیار ریز ایجاد شده با حباب هوا متمایز شود.
• بتن بدون ریزدانه: در تولید این بتن، معمولاً از سنگدانه درشت با وزن معمولی استفاده می‌شود و در آن، سنگدانه ریز از مخلوط حذف می‌گردد؛ البته به گونه‌ای که تعداد زیادی حفره بینابینی وجود داشته باشد.

بتن سبک را می‌توان متناسب با هدفی که به کار می‌رود نیز طبقه‌بندی نمود و میان بتن سبک سازه‌ای (ASTM C 330-82a)، بتن مورد استفاده در واحدهای بنایی (ASTM C 331-81) و بتن عایق (ASTM) تمایز قائل شد.

انواع بتن سبک

از سری انواع بتن سبک می‌توان به بتن سبک وزن، بتن سبک هوادار و بتن سبک بدون ریزدانه اشاره کرد که در ادامه این مقاله به معرفی جامع‌تری از آن‌ها می‌پردازیم.

انواع بتن سبک وزن

در اوایل دهه ۱۹۵۰، استفاده از بلوک‌های بتنی سبک در بریتانیا برای باربری برگ داخلی دیواره‌های حفره پذیرفته شد. چندی بعد، توسعه و تولید انواع جدید LWA مصنوعی (سبک سنگی)، امکان معرفی بتن سبک با استحکام بالا را برای محصولات سازه‌ای فراهم کرد.

این پیشرفت‌ها، مشوق استفاده سازه‌ای از بتن سبک بود؛ به‌ویژه در مواردی که نیاز به کاهش وزن در سازه یکی از ملاحظات مهم برای طراحی به شمار می‌رفت. در زیر انواعی از سنگدانه‌های سبک مناسب برای بتن مسلح ساختاری بیان شده است:

• پوکه: سنگدانه مناسب برای دال بتنی سقف مسلح که عمدتاً برای سقف‌های صنعتی در آلمان استفاده می‌شود.
• سرباره فوم: اولین سنگدانه سبک وزن مناسب برای بتن مسلح که به مقدار زیادی در انگلستان تولید شد.
• خاک رس و شیل منبسط شده: سنگدانه‌هایی که برای دستیابی به مقاومت کافی در بتن پیش‌تنیده مناسبند.
• پودر متخلخل: در انگلستان برای اهداف ساختاری مختلف استفاده شد و با نام تجاری Lytag به بازار عرضه گردید.

انواع بتن سبک هوادار

بتن هوادار کمترین چگالی، هدایت حرارتی و مقاومت را دارد. این بتن را می‌توان درست همانند چوب، اره، پیچ و میخ کرد. از این بتن برای سازه‌های درجا، روش‌های معمول هوادهی با اختلاط در فوم تثبیت‌شده یا… استفاده می‌شود. محصولات پیش‌ساخته به طور معمول با افزودن حدود ۰٫۲% پودر آلومینیوم به مخلوط تولید می‌شوند و با مواد قلیایی موجود در بایندر واکنش داده و حباب‌های هیدروژن تشکیل می‌دهند.

بتن هوادار در سازه‌هایی استفاده می‌شود که به مقاومت کمی نیاز دارد؛ برای مثال پیچ‌های سقف و عقب‌افتادگی لوله. توسعه استحکام کامل به واکنش آهک با سنگدانه‌های سیلیسی بستگی دارد و برای چگالی‌های مساوی، استحکام بتن عمل‌آوری شده با بخار فشار بالا، حدود دو برابر بتن عمل‌آوری شده با هوا است و انقباض فقط یک سوم یا کمتر است.

بتن هوادار ماده‌ای سبک و سلولی است که از سیمان، آهک، ماسه یا سایر مواد سیلیسی تشکیل شده است. این بتن با فرآیند فیزیکی یا شیمیایی ساخته شده و طی آن هوا یا گاز به یک دوغاب وارد می‌شود که معمولاً حاوی مواد درشت نیست.

بتن هوادار که به عنوان مصالح سازه‌ای استفاده می‌شود، معمولاً با بخار فشار بالا عمل‌آوری می‌گردد. بنابراین در کارخانه تولید شده و فقط در واحدهای پیش‌ساخته، برای کف، دیوار و سقف در دسترس کاربر است. بلوک‌ها برای ریختن در ملات یا چسب، بدون هیچ‌گونه تقویت‌کننده‌ای تولید می‌شوند. واحدهای بزرگ‌تر با میله‌های فولادی تقویت می‌شوند تا در برابر آسیب از طریق حمل و نقل و جابجایی بارها روی هم قرار گیرند.

انواع بتن سبک بدون ریزدانه

اصطلاح بتن بدون ریزدانه به معنای بتن متشکل از سیمان و سنگدانه درشت (۹-۱۹ میلی‌متر) است. محصولی که به‌ این صورت تولید شده، حفره‌های زیادی دارد که به طور یکنواخت در سراسر جرم خود توزیع شده است.

بتن بدون ریزدانه، عمدتاً برای تحمل بار، ریخته‌گری در محل دیوار خارجی و داخلی، دیوار غیر باربر و پر کردن کف برای طبقات همکف جامد استفاده می‌شود. این بتن در سال ۱۹۲۳ به بریتانیا معرفی شد. زمانی که ۵۰ خانه در ادینبورگ ساخته شد و چند سال بعد ۸۰۰ خانه در لیورپول، منچستر و لندن ساخته شدند.

این توصیف بیشتر برای بتن‌هایی به کار می‌رود که فقط یک سنگدانه درشت ۱۰ تا ۲۰ میلی‌متری دارند یا از یک سنگدانه متراکم یا سنگدانه سبک مانند PFA متخلخل تشکیل شده‌اند. چگالی حدود دو سوم یا سه چهارم بتن متراکم تولید شده با همان سنگدانه‌ها است.

بتن بدون ریزدانه تقریباً همیشه در محل، به عنوان دیوارهای باربر و غیر باربر در دیوارهای پُرکننده و در سازه‌های قاب‌بندی شده ریخته می‌شود، اما گاهی اوقات به عنوان پرکننده در زیر طبقات همکف جامد و برای لایه‌های سقفی استفاده می‌شود.

بنابراین بتن بدون ریزدانه، بتنی تولید شده از ذرات درشت سنگدانه است که هر یک با پوششی از خمیر سیمان تا ضخامت حدود ۱٫۳ میلی‌متر (۰٫۰۵ اینچ) احاطه شده است. بنابراین منافذ بزرگی در بدنه بتن وجود دارد که عامل مقاومت کم آن است، اما اندازه بزرگ آن‌ها به‌ این معنی است که هیچ حرکت مویرگی آب نمی‌تواند انجام شود. گرچه مقاومت بتن بدون ریزدانه به صورت قابل توجهی کمتر از بتن با وزن معمولی است، اما این مقاومت، همراه با بار مرده کمتر سازه در برج‌های ۲۰ طبقه کاربرد دارد.

انواع بتن سبک بر اساس چگالی و مقاومت

بتن سبک بر اساس چگالی و مقاومت گونه‌های مختلفی دارد، از بتن با چگالی کم گرفته تا بتن با مقاومت متوسط و بتن سازه‌ای. در ذیل به تفکیک، درباره هر یک از انواع بتن توضیح خواهیم داد.

بتن با چگالی کم

این نوع بتن، عمدتاً برای اهداف عایقی استفاده می‌شود. بتن سبک با وزن واحد کم، عایق حرارتی بالایی دارد و مقاومت فشاری آن حدود ۰٫۶۹ تا ۶٫۸۹ نیوتن بر میلی‌متر مربع است.

بتن با چگالی متوسط

مقاومت فشاری لازم در این نوع بتن، تقریباً ۶٫۸۹ تا ۱۷٫۲۴ نیوتن بر میلی‌متر مربع است.

بتن سازه‌ای

 بتن با ساختاری کامل، حاوی سنگدانه‌هایی است که در انتهای دیگر مقیاس قرار می‌گیرند و عموماً با شیل منبسط شده، خاک رس، تخته سنگ، سرباره و خاکستر بادی تولید می‌شوند. حداقل مقاومت فشاری این بتن، ۱۷٫۲۴ نیوتن بر میلی‌متر مربع است.

اکثر بتن‌های سبک سازه‌ای قادر به تولید بتن با مقاومت فشاری بیش از ۳۴٫۴۷ نیوتن بر میلی‌متر مربع هستند. از آن‌جا که وزن واحد LWC سازه به طور قابل توجهی بیشتر از وزن بتن با چگالی کم است، راندمان عایق کمتر خواهد بود. با این حال، مقادیر عایق حرارتی برای بتن سبک سازه‌ای ساختاری به طور قابل توجهی بهتر از NWC است.

بیشتر بخوانید: طرح اختلاط بتن سبک

کاربردهای بتن سبک

• عایق حرارتی روی پشت‌بام
• عایق‌بندی لوله‌های آب
• ساخت دیوارهای جداکننده و دیوارهای پانلی در سازه‌های قاب
• استفاده در ساخت و سازهای خانگی
• عایق‌بندی کلی دیوارها
• ساخت بتن مسلح
• و…

مزایای بتن سبک

• کاهش بار مرده بتن خیس
• افزایش سرعت ساخت و ساز و کاهش هزینه‌های حمل و نقل
• صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌های کف ساختمانی، پارتیشن و روکش خارجی
• رسانایی حرارتی نسبتاً کم
• مقاومت بالا در برابر چرخه ذوب و یخ، به دلیل تخلخل بیشتر سنگدانه‌ها
• ظرفیت کرنشی کششی بالا
• خزش مشابه با بتن معمولی

دوام بتن سبک

دوام به معنای توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تأثیر محیط است و این یعنی بتن در برابر حمله شیمیایی، فشارهای فیزیکی و حمله مکانیکی مقاوم باشد. بتن سبک در برابر حملات شیمیایی مقاومت خاصی از خود نشان نمی‌دهد و از آ‌ن‌جا که متخلخل از سیمان پرتلند معمولی است، استفاده از آن در محیط‌های مرطوب توصیه نمی‌شود.

دیگر عاملی که دوام بتن سبک را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد، تنش‌های فیزیکی است که شامل یخبندان، تنش‌های انقباضی و دما است. تنش ممکن است به دلیل خشک شدن انقباض بتن یا به دلیل حرکات حرارتی متفاوت بین مواد غیر مشابه یا سایر پدیده‌های مشابه باشد. در صورتی که اقدامات احتیاطی مناسب انجام نشود، انقباض و خشک شدن باعث ترک خوردن بتن سبک می‌شود.

آسیب‌های مکانیکی نیز می‌تواند ناشی از سایش یا ضربه زدن به بارگذاری بیش از حد اعضای خمشی باشد. سبک‌ترین گریدهای بتن سبک نسبتاً نرم هستند؛ به طوری که به راحتی در معرض ساییدگی قرار می گیرند.

همان‌طور که گفته شد بتن سبک در سه شکل بتن سبک وزن، بتن هوادهی و بتن بدون ریزدانه وجود دارد و از نظر چگالی و مقاومت نیز اشکال متنوعی از بتن سبک در سازه‌های مختلف به کار می‌رود. این بتن که رسانایی حرارتی نسبتاً کمی دارد، بیشتر برای عایق‌بندی دیوارها استفاده می‌شود. در این مقاله تلاش شد انواع بتن سبک بررسی شده و اشکال متنوع آن از نظر میزان چگالی و مقاومت بررسی شود. امیدواریم با مطالعه این مقاله توانسته باشید به اطلاعات کاملی در این زمینه دست یابید.

منبع +