پروژه ازمایشگاه تکنولوژی بتن – بتن سبک

بتن سبك طبق تعريف مؤسسه بتن آمريكا ( ۸۷-R 116 ACI ) عبارتست از «بتني كه وزن مخصوص آن به طور محسوسي كمتر از مخصوص بتني است كه با سنگدانه هاي طبيعي يا شكسته ساخته مي شود. » بتن دانه سبك در سه نوع طبقه بندي مي شود كه عبارتند از : بتن سبك ناسازه اي ، بت سبك سازه اي ، بتن سبك متوسط

ـ بتن سبك ناسازه اي كه معمولاً بعنوان جداسازهاي سبك مورد استفاده قرار مي گيرد ، داراي جرم مخصوصي كمتر از مي باشد . با وجود جرم مخصوص كم ، مقاومت فشاري آن حدود ۳۵/۰ تا ۷ نيوتن بر ميلي متر مربع است دو نوع از معمولترين سنگدانه هاي مورد مصرف در اين نوع شامل پرليت (نوعي سنگ آذرين) و ورميكوليت ( ماده اي با ساختار ورقه اي شبيه سيكا ) هستند .

ـ بتن هاي سبك سازه اي داراي مقاومت و وزن مخصوص كافي مي باشند ، به گونه اي كه كاربرد آنها را در اعضاي سازه اي مجاز مي سازد . اين بتن ها عموماً داراي جرم مخصوص بين ۱۴۰۰ الي ۱۹۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب بوده و حداقل مقاومت فشاري تعريف شده براي آنها معادل ۱۷ نيوتن بر ميلي متر مربع است . در بعضي حالات امكان افزايش ماقومت تا ۶۰ نيوتن بر ميلي متر مربع نيز وجوددارد. در مناطق زلزله‌خيز ، آيين نامه ها ، حداقل مقاومت فشاري بتن سبك را به ۲۸ نيوتن بر ميلي متر مربع محدود مي كنند . بتن سبك اغلب بعنوان جايگزيني

مناسب و مكمل براي بتن معمولي و به منظور كاهش وزن سازه به كار مي رود هرچند مقاومت فشاري نهايي آن در مقايسه با بتن هاي معمولي مقدار كمتري است ، معممولاً افزايش هزينه ناشي از اعمال تجهيزات ويژه در ساخت بتن سبك به ازاي هر متر مكعب ، با كاهش بار مرده و افزايش مقاومت بتن در مقابل آتش سوزي جبران مي شود . كاهش بار مرده در سازه موجب كاهش ابعادي ساختمان ، كاهش ابعاد پي هاي منفرد و كاهش عرض پي هاي زير ديواره ابعاد ستون ها ، تيره ها و همچنين كاهش ضخامت سقف مي گردد . اين كاهش در جرم بتن مصرفي (كاهش در وزن مخصوص و جرم يكسان است )

موجب صرفه جويي در هزينة ساخت اعضاي فوق الذكر و جبران اضافة هزينه ناشي از ساخت بتن سبك خواهد شد. علاوه بر اين ، عايق سازي صوتي و حرارتي آن به گونه اي است كه در اكثر موارد استفاده از لايه هاي اضافي جهت عايق بندي جزيي و مالكي را منتفي مي سازد كه خود از لحاظ اقتصادي به صرفه خواهد بود .

دسترسي به مواد اوليه :
در جهان ، فقط در مناطق محدودي معادن كافي براي سنگدانه هاي سبك طبيعي كه براي ساخت بتن سبك مناسب باشندوجود دارد حال آنكه ، دسترسي به رس ، شيل فراسليت با كيفيت مناسب براي مقاصد بتن سازي در كانهاي مختلف ، امكان پذير است . سنگدانه هاي طبيعي علاوه ، بر كمبود منابع قابل دسترسي ، در بعضي از خصوصيات نظير دانه بندي ، ميزان خالص بودن ، غاري بودن از مواد آلي ، مقاومت در برابر يخ زدگي داراي نواقص و كمبودهايي مي باشند كه سنگدانه هاي سبك مصنوعي براي ساخت بتن سازه اي به سرعت در

حال پيشرفت است ، بخصوص كه امروز ، امكان ساخت سنگدانه ها از مصالح مختلف و همچنين طراحي فرايند توليد آنها به گونه اي كه واجد خصوصيات ويژه باشد ، وجوددارد . اين خواص به گونه اي تنظيم و طراحي مي شدند كه ويژگي مورد نظر در بتن ساخته شده از اين نوع سنگدانه خاص كاملاً مشهود باشد كيفيت سنگدانه ها متاثر از خواص نظير ضريب انتقال حرارتي ، مقاومت فشاري ، مقاومت خمشي مقاومت پيوستگي مقاومت در مقابل يخ زدگي ، مقاومت در برابر سولفاتها ، مدول ارتجاعي ، ميزان انقباض و پايداري حجمي، خواص خزشي و خصوصيات مشابه است .

طرح اختلاط و روش اختلاط بتن سبك :
بعلت سبكي ميزان اسلامپ در توليد بتن سبك براي تأمين كارآيي در حدود بتن معمولي بايد در حدود تا اسلامپ بتن با سنگدانه هاي معمولي باشد براي مثال در صورتي كه ميزان اسلامپ مورد استفاده براي بتن باشن و ماسه معمولي با سنگدانه شكسته معادل ۱۵ سانتي متر باشد اسلامپ بتن سبك معادل ۵/۷ الي ۱۰ سانتي متر خواهد بود ديگر ميزان مصرف مواد حباب زا براي حصول كارايي مناسب در بتن معمولي ۴ درصد باشد در بتن با سنگدانه هاي سبك بسته به وضعيت ظاهري و متخلخل سنگدانه ها در حدود ۶ الي ۸ درصد

خواهد بود افزايش زبري سطح سنگدانه‌ها موجب افزايش ميزان حباب هواي مورد نياز در بتن هوازا خواهد شد . در اين موارد استفاده از افزودني هاي نظير سوان كننده ها يا كاربرد توأم روان كننده ها و كندگير كننده ها به منظور جبران اثر كمبود آب مصرفي ، افزايش حالت خميري بتن با يك اسلامپ شخص و افزايش كارآيي و سهولت پرداخت سطح بتن توصيه مي شود.
معمولاً طرح مخلوط بتن دانه سبك شامل ساخت مخلوطهاي آزمايشي با استفاده از سه عيار مشخص سيمان به جاي سه نسبت آب به سيمان ( كه معمولاً در طرح اختلاط بتن هاي با سنگدانه معمولي به كار مي رود مي باشد نسبت بندي ريزدانة سبك و درشت دانة سبك بر اساس وزن آنها ممكن است براي شخص تازه وارد به صنعت بتن ، غير طبيعي به نظر برسد

. نتيجه نهايي نسبت بندي اين است كه حدود ۵۰ درصد از حجم سنگدانة كل مصرفي ريزدانه مي باشد به طور تقريبي ۰/۱ مترمكعب سنگدانه سبك ( ۵۰ درصد ريزدانه ، ۵۰ درصد درشت دانه ) براي ساخت يك متر مكعب بتن لازم است چون ريزدانه ها داراي وزن مخصوص بزرگتري نسبت به درشت دانه ها هستند نسبت وزني در بتن سبك در مقايسه با آنچه كه براي بتن معمولي تعريف شد غير متعارف است . وزن ريزدانه ها در يك پيمانه ۵۰ درصد از وزن درشت دانه ها مي باشد .

جادادن و علم آوري بتن دانه سبك سازه اي :
اسلامپ بتن سبك بايد حدود نصف اسلامپ توصيه شده براي بتن با سنگدانه هاي معمولي باشد ، استفاده از مواد حباب هوازا و حداقل مقدار آب بهينه براي تأمين كارآيي لازم جهت جادادن صحيح ومناسب بتن و پرداخت آن بخصوص در مورد سنگدانه هاي شكسته ، غير منظم و با ساختمان بسيار متخلخل ، لازم و ضروري است آب انداختگي سطح بتن ، جدايي دانه ها و وجود حفره هاي هواي ناخواسته در سطح بتن با افزايش اندازه سنگدانه هاي مصرفي به يك مقدار حداقل كاهش مي يابد .

ارزش بتن هاي سبك با دقت ويژه اي انجام مي گيرد تا از جدايي سنگدانه ها و جداشدن مصالح دانه اي در لايه هاي مختلف اجتناب شود در هنگام پرداخت سطح بتن دانه سبك از مالة خاصي كه شامل يك شبكه سيمي درشت مي باشد استفاده مي شود با استفاده از اين شبكه سنگدانه هاي درشت به زير سطح مورد پرداخت فشار داده مي شود استفاده مي شود تا سطح مورد نظر به راحتي قابل پرداخت گردد و سنگدانه هاي درشت مزاحمتي ايجاد نكنند انجام عمل آوري بتن سبك از لحاظ زمان و روش ، مشابه به روش اتخاذ شده براي بتن معمولي است .
بعلت خاصيت جذب آب زياد سنگدانه ها ، بتن سبك به طور ذاتي توانايي عمل آوري حجمي بزرگتر را دارا است و زمان قابل توجهي براي تبخير آب موجود در حجم بتن مورد نياز است كه طي همين زمان واكنش نيدراتاسيون كامل مي شود . اما در عمل آوري سطحي عكس موضوع فوق صادق است و توانايي تبخير آب سطحي در بتن سبك بزرگتر است و نياز بعمل آوري شديدتري احساس مي شود بنابراين در عمل آوري سطوح مثل بتن كف غشاء مراقبت بايد بلافاصله بعد از پرداخت زده شود .