روش های سبک سازی ساختمان

از آنجا که جرم حجمی در بتن سبک معیار اصلی شناسایی آنست، اکثر استانداردها و آئین نامه های جهانی، حدبالای جرم حجمی خشک بتن سبک را حدود1900 الی 2000 کیلوگرم بر متر مکعب و حد پایین جرم حجمی بتن سبک را حدودا 300 کیلوگرم بر متر مکعب قید نموده اند.

راهنمای بتن سبکدانه انجمن بتن آمریکا در ساخت بتن های سبک سازه ای:

این نوع بتن عموما دارای جرم مخصوصی بین 1400 تا1900 کیلوگرم برمترمکعب بوده و حداقل مقاومت فشاری تعریف شده برای آن ها، معادل 17 نیوتون بر میلیمتر مربع است. بتن های سبک سازه ای دارای مقاومت و وزن مخصوص کافی بوده ، به گونه ای که کاربرد آن ها را در اعضای سازه ای مجاز می سازد. در بعضی حالات امکان افزایش مقاومت تا 60 نیوتون بر میلیمتر مربع نیز وجود دارد.

بتن سبک نوآوری جدیدی در فناوری بتن محسوب نمی شود چرا که این مصالح از زمان های قدیم شناخته شده است. اولین زمان استفاده از بتن های سبک به بیش از 2000 سال پیش باز می گردد. چندین سازه بتن سبک در منطقه مدیترانه قرار دارند.

مشهورترین آنها عبارتند از بندر کوزا، معبد پانتئون و استادیومکلوزیوم که در زمان امپراطوری روم ساخته شده اند. درعصر صنعتی شدن و هم زمان با توسعه فناوری، بتن های سبکدانه در کشورهای مختلف خصوصا در کشورهای پیشرفته گسترش بیشتری یافت و امروزه سازه های متعددی وجود دارند که با بتن سبکدانه ساخته شده اند، به نحوی که در بعضی کشورها مصرف سرانه سبکدانه به حدود 200 لیتر در سال می رسد. به خاطر مزایای عملی استفاده از بتن سبکدانه در سال های اخیر، این بتن به عنوان یکی از مصالح سازه ای شناخته شده و تقاضا برای استفاده از آن در حال افزایش است. با کاهش وزن سازه های فوقانی، حجم شالوده و زمان ساخت آن کاهش پیدا می کند که صرفه جویی هزینه، در مراحل نصب و جابجایی عناصر ساختمانی را نیز در برخواهد داشت.

اولین سبکدانه ها، سبکدانه های طبیعی با منشا غالبا اتشفشانی مانند پومیس، اسکریا، توف و نظایر آن بودند. این سبکدانه ها، هم به صورت ریزدانه و هم به صورت درشت دانه استفاده می شوند.

هنگامی که این سبکدانه ها به صورت ریزدانه به کارمی روند، نقش مصالح پوزولانی فعالی را ایفا می کنند که ساختار را مستحکم و تخلخل ماتریس سیمان را اصلاح می کنند و بدین ترتیب خصوصیات پایایی بتن را بهبود می بخشند. نکته قابل توجه این است که پومیس هنوز هم به عنوان یک سبکدانه در ساخت بتن در کشورهایی نظیر آلمان، ایتالیا، ایسلند، ژاپن و ایران استفاده می شود.

در برخی کشورها از جمله مالزی، برای ساخت بتن سبکدانه از ضایعات کشاورزی مانند پوکه نخل روغن استفاده می شود

با افزایش تقاضا و عدم دسترسی به سبکدانه های طبیعی، در سراسر جهان، تکنیک هایی برای تولید آن ها در کارخانه ها گسترش یافت. در این کارخانه ها، سبکدانه ها از مصالح خام طبیعی چون رس منبسط شونده، شیل، اسلیت و نظایر آن تولید می شوند. خصوصیات سنگدانه ها بستگی به مصالح خام و فرآیند به کاررفته در تولید آنها دارد.

تاریخچه کاربرد بتن سبکدانه:

اولین گزارش های تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن به روم باستان برمی گردد. کاربرد بتن سبکدانه پس از تولید سبکدانه های مصنوعی و فرآوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد.

در سال 1918 ، هایدی با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس شیل کرد و بدین ترتیب سبکدانه ای مصنوعی تولید کرد که از آن ها در ساخت بتن استفاده شد. وی نام این سبکدانه ها را هایدیت نهاد. تولید تجاری روباره های منبسط شده نیز از سال 1928 آغاز گردید.

انواع بتن سبک :

1) بتن سبک دانه

2) بتن اسفنجی

3) بتن بدون ریزدانه

به کارگیری بتن سبک به عنوان یک نوع از مصالح ساختمانی نوین ضمن کاهش بارمرده ساختمان سرعت بسیار زیادی در اجرا به وجود می آورد. مزایای استفاده از بتن سبک سازه ای عبارت است از : برخورداری از امتیاز سرعت در نصب و انطباق با هر نوع نقشه ساختمانی ، وزن کم، مقاومت زیاد و به صرفه بودن ( بتن مصرفی در دیوارهای غیر باربر)

از جمله مزایای دیگر، مصرف تیر آهن حذف شده یا به حداقل ممکن کاهش می یابد و انرژی مصرفی اولیه آن 10 درصد آجر هم حجم خود است.( بتن سبک سازه ای ) و دارای خاصیت ویژه ای از نظر ایزولاسیون در برابر حرارت و صدا نیز می باشد.( بتن های عایق حرارتی)

بتن سبک را می توان از لحاظ هدف کاربردی آن به سه دسته کلی تقسیم نمود:

1) بتن سبک سازه ای

2) بتن سبک مورد مصرف در واحد

3) بتن غیرسازه ای( بتن عایق بندی و جدا کننده)

کاربرد بتن سبک سازه ای در مرحله اول مبتنی بر ملاحظات اقتصادی است . انواع بتن سازه ای سبک را می توان با توجه به روش تولید آن ها به صورت زیر طبقه بندی نمود.

1) بتن سبک دانه

با استفاده از سنگدانه های سبک و متخلخل که وزن مخصوص ظاهری آن ها کمتر از 6.2 می باشد، این نوع بتن به عنوان بتن دانه سبک شناخته می شود. اولین تقسیم بندی را می توان بین سنگ دانه های طبیعی و مصنوعی لحاظ نمود.

گروه اصلی سنگ دانه های سبک طبیعی عبارت است از:

سنگ پا، پوکه سنگ، جوش های آتشفشانی و توف . بنابراین ، دارای منشا اتشفشانی هستند.

2) بتن اسفنجی

با ایجاد حفره های بزرگ در داخل بتن یا ملات بدست می آید. این حفره ها باید به وضوح از حباب های فوق العاده ریز ناشی از حباب ریز قابل تشخیص باشند. انواع مختلف این نوع بتن با اسامی بتن اسفنجی، بتن متخلخل و بتن کفی یا گازی شناخته می شوند. یکی از راه های ساختن بتن سبک ایجاد حباب های گاز در ملات خمیری مخلوط بتن می باشد و حباب ها باید در ضمن اختلاط تراکم و پایداری خود را حفظ نمایند.

3) بتن بدون ریزدانه

با حذف ریزدانه ها از مخلوط به طوری که تعداد زیادی حفره های درونی در بتن ایجاد شود. معمولا در این موارد درشت دانه های معمولی مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع بتن بدون ریزدانه شناخته می شود.

بتن های به دست آمده از سنگ دانه های سبک به سه دسته تقسیم می شوند:

1) بتن سازه ای

از رس و شیل منبسط شده و به روش خاکسترهای کلوخه ای، خاکستر بادی و سربار منبسط شده و رس، اسلیت و شیل منبسط شده به دست می آید.

2) بتن با مقاومت متوسط(نیمه سازه ای)

از پوکه سنگ ها و سنگ های آتشفشانی تولید می شود.

3) بتن جدا کننده

بتن (عایق) از پرلیت و ورمیکولیت حاصل می شود.

سنگ دانه های سبک لیکا( ویژگی های عمومی دانه های لیکا )

از خصوصیات اساسی این دانه ها بافت متخلخل لیکا که ، از انبساط خاک رس و در نتیجه ایجاد و محبوس شدن گازها در توده خمیری روان در حدود 1200 درجه سانتی گراد به وجود می آید .

کسب مقاومت فشاری در حد مقاومت سازه ای با استفاده از بتن سبک حاوی امکان پذیراست به کارگیری میکروسیلیس در ساخت نمونه های سبک باعث افزایش مقاومت فشاری می گردد.

استفاده از میکرو سیلیس باعث کاهش جذب حجمی و جذب مویینه بتن سبک حاوی لیکا می شود.

جمع شدگی 90 روزه بتن سبک حاوی لیکا با به کارگیری میکروسیلیس کم تر از نمونه شاهد می باشد

.به طور کلی توصیه می گردد با توجه به منابع فراوان رس کشور، هم چنین تکنولوژی ساخت دانه های لیکا و ساخت سازه های سبک بررسی و دانه های بتن سبک حاوی لیکا در سطح گسترده تری انجام شود و دستورالعمل ها و استانداردهایی برای استفاده از لیکا در صنعت ساختمان تدوین شود.