تعداد بازدید : 5184 بتن اسفنجی بـتـن اسفنجـی مقدمه : با توجه به اهميت و نقش بتن به عنوان يك ماده مهم و استراتژيك در ساخت و سازهاي جوامع بشري و يك عامل بسيار مؤثر در سازه هاي بتني جهان، انجمن سيمان پرتلند (PCA) تحقيقاتي را به منظور استفاده بتن در ديگر پروژه ها آغاز نموده است و توانسته اند پس از آزمايشات بسيار به نوع ديگري از بتن سبک به نام بتن اسفنجي (بتن تراوا) دست يابند. دانش استفاده صحيح از مصالح، اجراي مناسب و عمل‌آوري كافي مي‌تواند به دوام بتن ها در مناطق خاص بيفزايد و براي بررسي و رسيدن به نتيجه مطلوب در خصوص دوام بتن‌هاي خاص در شرايط ويژه نيازمند به تحقيقات گسترده و برنامه‌ريزي جهاني مي‌باشد. كه با پيشرفت روزافزون انقلاب تكنولوژيك به ويژه در توليد بتن‌هاي خاص براي مناطق و شرايط خاص ميتوان از اين بتن‌ها در ساخت و سازهاي آينده استفاده نمود.بتن اسفنجی كه جزء بتن‌هاي خاص مي‌باشد توانسته تحولات زيادي را در محوطه‌سازيهاي شهرهاي اروپا و آمريكا ايجاد كند. وعمدتا پرکننده هستند .به منظور آشنايي و شناخت از چگونگي تركيب مواد اين نوع بتن و نوع رفتار و عملكرد آن به طور مختصر به شرح آن مي‌پردازيم. بتن اسفنجي بتني با تخلخل بالا و وزن بسيار سبك بتن اسفنجي يك مخلوط سنگدانه درشت (شن)،سيمان،آب و ماسه به ميزان اندك و گاهي اوقات بدون ماسه مي‌باشد،استفاده از شن به جای ماسه در این نوع بتن بدلیل تخلخل و فضای خالی موجود در آن میباشد، در ساختار اين بتن 15 الي 25 درصد(از لحاظ حجم) فضاي خالي وجود دارد كه اين امر موجب عبور آب از داخل بتن مي‌گردد.در بتن اسفنجي از آب نسبت به ديگر انواع بتن كمتر استفاده مي‌شود و اين موضوع باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن، آب آن به سرعت تبخير و مخلوط در مدت يك ساعت كاملاً از آب تخليه شود. بتن اسفنجي معمولاً به دو نوع گازي و كفي تقسيم مي‌شود. اين نوع بتن‌ها را بتن پوك و متخلخل نيز مي‌نامند و در برخي منابع بتن (Cellular) نام دارد. اغلب بتن‌هاي گازي و كفي غيرسازه‌اي هستند اما برخي بتن‌هاي گازي از قابليت سازهاي شدن و حتي مسلح شدن برخوردار مي‌باشند. بتن گازي در دهه آغازين قرن بيستم در سوئد توسط دكتر اكسل اريكسون براي نخستين بار ساخته شد. او مشاهده كرد كه مخلوط آهك و سيليس به همراه پودر سيمان و پودر آلومينيم ماده‌اي بتني ايجاد مي‌كند كه متخلخل و بسيار سبك مي‌باشد. با عمل‌آوري اين مواد در حرارت و فشار زياد، يك محصول بتني متخلخل با مقاومت بالا بدست مي‌آيد. كه به علت وجود حباب‌هاي گاز در آن يك عايق خوب نيز محسوب مي‌شود و پس از تغييراتي در فرمولاسيون آن به بتن اسفنجي اتوكلاوي با نام اختصار (AAC) Auto Claved Aerated Concrete نام گرفت. محصولات AAC شامل بلوك، پنل‌هاي ديواري، پنل‌هاي سقف و كف و لينتل‌ها مي‌باشند. كه در سالهاي اخير بيش از 450 توليد كننده در 41 كشور جهان AAC را توليد و به بازار عرضه مي‌كنند. مقاومت حرارتي عالي AAC نقشي بزرگ را براي حفاظت محيط توسط كاهش ظرفيت نياز به هواي گرم و يا خنك در ساختمانها بعهده دارد. نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجي : 1. مواد داراي خواص بتن 270 تا 415 كيلوگرم بر متر مكعب 2. سنگدانه 1190 تا 1480 كيلوگرم بر متر مكعب 3. نسبت آب به سيمان (از لحاظ جرم) 0.27 تا 0.30 به ازاي واحد 4. نسبت سنگدانه به سيمان (از لحاظ جرم) 4 تا 4.5 به ازاي واحد 5. نسبت سنگدانه ريز(ماسه) به سنگدانه درشت (شن) 0 تا 1 به ازاي واحد رفتار بتن اسفنجي اسلامپ 20 ميليمتر چگالي 1600 تا 2000 كيلوگرم بر متر مكعب زمان گيرش 1 ساعت تخلخل 15 تا 25 درصد مقاومت فشاري 3.5 تا 4.2 مگاپاسكال مقاومت خمشي 1.3 تا 3.8 مگاپاسكال پس از آشنايي با نسبت مواد بكار رفته در اين نوع بتن و رفتار بتن به مرحله نصب آن می رسیم كه شامل 4 مرحله اساسي مي‌باشد : 1. مخلوط كردن 2. جاگذاري كردن (گماردن، قراردادن) 3. تراكم و فشرده‌سازي (كوبيدن) 4. عمل آوردن بتن بوجود آوردن، قراردادن و عمل آوردن بتن اسفنجي همه به جاي اينكه در يك كارخانه زير شرايط يكسان انجام شوند، در محل كار (پاي كار) انجام مي‌شوند. اگر چه بتن اسفنجي مي‌تواند توسط همان تهيه كننده‌هاي بتن توپر تهيه شده و توسط همان كاميون‌هاي بتن توپر تحويل داده شود اما اين ويژگي منحصر به فردش است كه نياز به يك پيمانكار خبره و متخصص را الزامي مي‌كند. به هرحال كيفيت و عملكرد بتن اسفنجي بستگي به ميزان آشنايي و عملكرد نصب كننده و خاصيت ضربه‌هاي ساختاري (كمپكت) دارد. اين نوع بتن به دليل مقاومت نسبتاً پايين آن Psi 400 الي Psi 4000 اساس مشخص شده و پذيرفته شده‌اي براي مقاومت بالا نيست. و مساله مهم‌تر در موفقيت يك روسازي بتن اسفنجي مقدار پوكي (فضاي خالي) آن است. و در زيرسازي اين بتن و زمين زيرينش نبايد كاملاً غيرقابل نفوذ باشد و بايد حداقل اندكي خاك و زيرسازي آن نفوذپذيري داشته باشد. در مناطق ماسه اي هم بتن اسفنجي مستقيما بالاي ماسه گذاشته مي شود.و همچنين يخ زدن آب در داخل اين بتن مشكلي ايجاد نمي كند زيرا آزمايش هايي صورت گرفته كه در آن بتن اسفنجي را به مدت بيش از 15 سال در آب و هواي سرد گذاشته و آب باران و برف پس از ورود به داخل بتن يخ مي زد. كاربرد موفق بتن اسفنجي در اين مناطق اين مساله را حل نموده است و مشكلي در به كار بردن اين بتن در مناطق سردسير وجود نخواهد داشت. نقش مواد افزودني ( مواد داراي خواص سيماني) در بتن اسفنجی حال به برخي از آنها كه نقش بسيار مهمي در ساختار بتن دارند و مي توانند به جاي سيمان مورد استفاده قرار گيرند اشاره مي كنيم. در واقع اين مواد بر عملكرد زمان گيرش، ميزان افزايش مقاومت، تخلخل، نفوذپذيري و ... در بتن تاثير مي گذارند و در واقع كليد عملكرد بالاي بتن در استفاده از موارد افزودني (SCMS) است. گاز سيليس خاكستر بادي و روباره، همگي دوام بتن را بوسيله كم كردن نفوذ پذيري و شكاف (ترك خوردگي) افزايش مي دهند. گاز سيليس (Silica Fume): يك فراورده فرعي (محصول جانبي) از توليد سيليكون است، و از دانه هاي خيلي ريز و ذرات كروي شكلي تشكيل شده است و به طور موثري مقاومت و دوام بتن را افزايش مي دهد. و به طور مكرر براي ارتفاعات بلند ساختمانها به منظور افزايش مقاومت فشاري بتن ( با استفاده از گاز سيليس مقاومت فشاري بتن از psi20000 هم فراتر مي رود) استفاده مي شود ومي توان از آن %12-5 به جاي سيمان در بتن استفاده كرد. خاكستر بادي(Fly Ash) : خاكستر بادي، محصول فرعي انبار زغال سنگ در نيروگاههاي برق است و سالها قبل بعنوان ماده‌اي بي‌مصرف روي زمين انباشه مي‌شد و بدون استفاده بود. اما حالا بعنوان يك ماده مهم در صنعت سيمان سازي به كار برده مي‌شود و مي توان از آن 5 تا 65 درصد به جاي سيمان در بتن استفاده كرد. روباره (Blast Furance Slang) : روباره، محصول فرعي زباله در صنعت پولاد (فولاد) است، و سهم آن در مقاومت و دوام بتن بيشتر است و مي توان از آن 20 تا 70 درصد به جاي سيمان در بتن استفاده كرد. مزاياي بتن اسفنجي با توجه به مقوله ها و مشكلات زيرکه اعم از : 1. خشكسالي كه بسياري از مناطق كشور ما گريبانگر آن است. 2. پايين بودن سفره‌هاي آب زيرميني بدليل گرمتر شدن جو زمين و استفاده نادرست از منابع آب زيرزميني. 3. حفظ محيط زيست و توجه هر چه بيشتر به اين مساله 4. سردتر شدن مناطق سردسير بدليل تلمبار شدن برف روي بامها، خيابانها و ... 5. آلوده شدن نزولات جوي بدليل جريان در سطح آلوده و در نهايت آلوده كردن منابع آبهاي زيرزميني میباشند . بتن اسفنجي نقش بسزايي در جهت رفع و بهبود بخشيدن به اين مشكلات خواهد داشت. بتن اسفنجي داراي مزاياي اقتصادي و زيست محيطي فراواني است، كه البته مزاياي زيست محيطي آن بيشتر مد نظر است. همچنين از مزاياي اقتصادي آن مي توان به پايين آمدن خرجهاي فراوان به منظور هدایت آب باران و فاضلاب اشاره داشت. در واقع مي توان گفت با وجود بتن اسفنجي نياري به ساختن جوي‌هاي آب فراوان در سطح شهر و كنار خيابان و كوچه ها و همچنين كانالهاي بزرگ آب نيست. زيرا اين بتن هرگونه بارندگي را مستقيماً به زمين و سفره هاي آب زيرزميني منتقل مي كند.همچنين در مناطق سردسير، بدليل عبور آب از اين بتن از يخ‌زدگي سطح معابر و در نتيجه ايجاد خطر جلوگيري ميكندكه شهرداريها مي توانند از اين بتن در پياده‌رو سازيها و محوطه سازي پاركها، پاركينگها و معابري كه مشكل آبگيري دارند استفاده نمايند. در پایان انتظار میرود که صاحبان نظر در امر شهرسازی و عمرانی کشور با اتخاذ تصمیمات نوین در برنامه های چند ساله عمرانی ، استفاده از این بتن را رایج کرده تا بتوان گامی موثر دررفع مشکلات شهری و زیست محیطی برداشت. -------------------------------------------------------------------------------------------------- مراجع و مواخذ: 1. مصالح ساختماني ، نويسنده : مهندس كريم سمرقندي 2. مهندسي خاك و پي ، نويسنده : مهندس طاحوني 3. تكنولوژي بتن ، نويسنده : دكتر فرهاد كشاورز 4. تكنولوژي بتن، نويسنده : آلبرت ديسني، مترجم : خانم مليحه ذاكروند برگرفته از سایت معاونت عمرانی استانداری ------------------------------------------------------------------------------------------------ زهره چترآبنوس 1 - سرکار خانم دکتر شهبازی 2 1- محقق : زهره چترآبنوس 2- استاد : سرکار خانم دکتر شهبازی دانشگاه علمی کاربردی شهرسازی و ساختمان امتیاز : ۱/۰۰ | مجموع : ۱ برچسب ها