بتن سبک چیست + ۶ کاربرد، مزایا و معایب

یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی که نه فقط در ایران، بلکه در کل دنیا به علت قیمت و خواص مناسب و استحکام‌بخشی به سازه مورد استفاده بسیاری قرار می‌گیرد، بتن‌ها هستند. بتن در واقع از ترکیب سنگ‌دانه‌های ریز و درشت ماسه در مخلوط با آب و سیمان به تولید می‌رسد و در ساخت انواع پل‌های بتنی، کفپوش، بتن مسلح و غیره کاربرد دارد.

انواع مختلفی از بتن در بازار مصالح ساختمانی به فروش می‌رسد که بتن سبک یکی از این موارد به حساب می‌آید. این بتن با دارا بودن وزن پایین، وزن کلی سازه را کاهش و مقاومت آن را افزایش می‌دهد. در مقاله پیش رو قصد داریم ضمن پاسخ به این پرسش که بتن سبک چیست و چه کاربردی دارد، به معرفی مزایا و معایب آن نیز بپردازیم.

بتن سبک چیست؟

بتن سبک (به انگلیسی Lightweight Concrete) به اختصار LWC، یکی از انواع بتن‌های پرکاربرد در صنعت ساختمان سازی است و به علت دارا بودن سنگ‌دانه‌های متخلخل، از وزن و چگالی پایین و مقاومت بالا برخوردار است.

بتن سبک شامل موادی همچون ورموکولیت، پرلیت، سنگ بازالت و سیمان تیپ 2 است و برعکس بتن ساده دارای ماسه نمی‌باشد. بتن سبک علاوه بر آن‌که دارای استحکام زیادی است، نسبت به صدا، گرما، سرما و حوادثی همچون زلزله عایق بوده و دارای ویژگی ضد رطوبتی می‌باشد.

بتن‌های سبک دارای وزنی در حدود 1000 کیلوگرم در هر متر مکعب هستند؛ این در حالی است که بتن‌های معمولی در همین مقدار وزن 2500 کیلویی دارند. همین اختلاف وزن قابل توجه، سبب تفاوت کاربرد میان آن‌ها خواهد شد.

تاریخچه استفاده از بتن سبک

پیش از این به بررسی آن پرداختیم که بتن سبک چیست و چه خواصی دارد. اما استفاده از آن به چه زمان برمی‌گردد؟ در حقیقت استفاده و بکارگیری بتن‌های سبک به 1 قرن پیش و رم باستان بازمی‌گردد؛ اما به علت آن‌که در آن زمان تجهیزات لازم وجود نداشت، تنها در پروژه‌های عمرانی کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفت. همچنین این بتن به علت عملکرد عایقی نسبت به صوت و حرارت، میان رومیان محبوبیت بسیاری داشته است.

انواع بتن سبک بر اساس روش تولید کدام است؟

بتن سبک دارای گستره تنوع بالایی می‌باشد؛ به همین علت از منظرهای مختلفی دسته‌بندی می‌شود که یکی از این موارد، براساس روش تولید خواهد بود. این انواع به شرح زیر هستند:

• بتن سبک دانه

در این بتن از سنگدانه‌های سبک دارای وزن کم‌تر از 1120 کیلوگرم استفاده می‌شود که امکان دست‌یابی به این دانه از طرق مختلف امکان‌پذیر خواهد بود. از مواد مختلفی همچون شیل‌ها، خاکستر آتشفشان، رس، اسلیت، پامیس یا سنگ پا، خاکستر بادی، روباره کوره بلند آهن و غیره در ساخت بتن‌های سبک استفاده می‌شود که بکارگیری هر کدام از این مواد در بتن، سبب تشکیل ویژگی‌های منحصر به خود خواهد شد. بتن سبک دانه در ساختمان افزون بر آن‌که بار مرده سازه را کاهش می‌دهد، در هزینه‌های مرتبط با فونداسیون نیز صرفه‌جویی می‌نماید.

• بتن سبک گازی یا هوادار

بتن‌ سبک گازی یا هوادار با استفاده از گاز هیدروژن متصاعد و از ترکیب پودر آلومینیوم و خمیر سیمان ساخته می‌شود. وزن مخصوص این بتن به کمک مواد افزودنی پودر آلومینیوم و سیلیس کاهش زیادی پیدا کرده است و به لحاظ روش تولید خود دارای دسته‌بندی زیر هستند:

1. بتن سبک اتوکلاو- Concrete Aerated calaved Auto یا به اختصار AAC در حقیقت به معنای بتن هوادار اتوکلاو شده می‌باشد که از پخت سیمان‌، سیلیس یا ماسه سیلیسی، آهک، پودر آلومینیوم و آب در فشار و دمای بالا تولید می‌گردد. برای ساخت این بتن، پودر آلومینیوم به ملات بتن اضافه شده که سبب ایجاد واکنش‌های شیمیایی و حباب در ملات بتن خواهد شد. این امر سبب کاهش وزن بتن می‌گردد. بتن سبک اتوکلاو در شیب‌بندی، کف‌سازی بتنی، کف‌سازی و دیوارکشی ساختمان و غیره کاربرد داشته و مطابق با بررسی‌های انجام شده با محیط زیست سازگار است و تولید مواد آلاینده ندارد.
2. بتن کفی یا بتن سبک اسفنجی- در صورتی که در فرآیند تولید بتن سبک اتوکلاو بکارگیری دما و فشار برای ساخت بتن حذف گردد، بتن بدست آمده بتن غیر اتوکلاوی یا NAAC خواهد بود. بتن کفی یا بتن هوادار غیر اتوکلاو به کمک تزریق ثابت و یکنواخت کف و یا از طریق افزودن عامل کف‌‌ساز به مخلوط پایه سیمان یا ملات به تولید می‌رسد. این عامل به عنوان اصلی‌ترین جزء بتن کفی در نظر گرفته شده و در ترکیب با آب، حباب تشکیل می‌دهد.

از انواع بتن‌های سبک گازی به علت وجود حباب‌های موجود به عنوان یک عایق حرارتی مناسب، شیب بندی، کف‌پوش بتنی، کف‌سازی طبقات و دیوارکشی ساختمان، سیستم فاضلاب و غیره استفاده می‌کنند.

• بتن بدون ریزدانه یا متخلخل

تولید بتن سبک بدون ریزدانه با از بین بردن ریزدانه و بکارگیری سنگ دانه‌های بزرگ همراه خواهد بود.  در ساخت این بتن از سنگ ‌دانه‌های سایز بزرگ همچون سنگ‌ دانه‌‌های شکسته و یا گوشه گرد به همراه آب، سیمان و دیگر مواد افزودنی استفاده خواهد شد. در ساخت بتن بدون ریزدانه، آب اندکی استفاده شده و به علت حذف ریزدانه‌، شکل ظاهری آن به صورت متخلخل خواهد بود. این تخلخل سبب مقاومت پایین بتن خواهد شد و از آن در روسازی راه، ساخت مقاطع مدولار بتنی، زیرسازی زمین بدون رطوبت و غیره استفاده می‌شود.

انواع بتن بر اساس چگالی

همان‌طور که پیش از این اشاره شد، بتن سبک نسبت به بتن معمولی دارای چگالی کم‌تری است. به همین علت دسته‌بندی دیگری بر اساس میزان چگالی این بتن صورت می‌گیرد که به شرح زیر می‌باشد:

• بتن سبک دارای چگالی پایین

بتن سبک با چگالی پایین بیش‌تر به عنوان عایق حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و وزن آن از 800 کیلوگرم بر مترمکعب بیش‌تر نمی‌شود. مقاومت فشردگی این بتن معمولا بین 0.69 تا 6.89 نیوتن بر میلی‌متر مربع بوده و در ساخت تیغه‌های جداساز و عایق‌های صوتی در کف کاربرد دارد.

• بتن سبک با چگالی متوسط

بتن سبک با چگالی متوسط به لحاظ وزن مخصوص و مقاومت فشاری، در بین دو نوع دیگر بتن جای می‌گیرد. مقاومت فشاری آن مابین 7 تا 17 مگا پاسکال و جرم مخصوص آن‌ها 800 تا 1400 کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه می‌شود.

• بتن سبک ساختاری یا سازه ای

بتن سبک سازه‌ای دارای وزن بالاتری نسبت به 2 نوع قبلی می‌باشد و برای اجرای بخش‌های باربر سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. وزن مخصوص این بتن بین 14 تا 19 کیلو نیوتن بر متر مکعب می‌باشد و حداقل مقاومت فشاری لازم برای آن 17 مگاپاسکال خواهد بود. با وجود آن‌که این بتن عایق حرارتی بهتری نسبت به بتن معمولی است اما با هدف عایق‌کاری مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

کاربرد بتن سبک چیست؟

کاربرد بتن سبک چیست؟ همان‌طور که اشاره شد، بتن سبک به عنوان یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی به شمار می‌رود و دارای مصارف زیر می‌باشد:

1. بکارگیری در فونداسیون، سقف، تیر و دیوار باربر در اسکلت فلزی و بتنی
2. کاربرد به عنوان پنل پیش ساخته، دیوار پارتیشنی و بلوک دیوار
3. استفاده در عرشه فلزی به عنوان دیوار شیب‌دار و صفحات کامپوزیت
4. کاربرد در ساخت سنگر زیرزمینی
5. بکارگیری در عایق‌کاری دیوار سازه به علت تخلخل بالا نسبت به حرارت
6. کاربرد در ساخت انواع ساختمان در مناطق زلزله‌خیز

مزایا و معایب استفاده از بتن سبک چیست؟

حال که به بررسی آن پرداختیم که بتن سبک چیست و چه انواعی دارد، لازم است به معرفی مزایا و معایب بکارگیری آن در سازه نیز بپردازیم.

مزایای بتن سبک چیست؟

استفاده از بتن‌های سبک در سازه با مزایای زیر همراه می‌باشد:

• نسبت به بتن معمولی در برابر خستگی مقاومت بیش‌تری از خود نشان می‌دهد.
• به علت حذف تنش‌های متمرکز در بتن سبک، این بتن نسبت به تنش‌های وارده یکنواخت رفتار خواهد کرد.
• بتن سبک ضریب هدایت حرارتی را کاهش می‌دهد.
• استفاده از بتن سبک در سازه سبب افزایش مقاومت ساختمان خواهد شد و در زمان ساخت صرفه‌جویی خواهد کرد.
• با استفاده از بتن‌های سبک، میزان بار مرده به حد قابل توجهی کاهش پیدا خواهد کرد.
• بتن سبک پیوستگی میان خمیر سیمان و دانه‌های سبک را بهبود می‌دهد.
• بکارگیری این بتن در سازه از آن‌جایی که مقدار بار مرده را کاهش می‌دهد، امکان افزایش دهانه سازه و فاصله میان تیر را فراهم می‌سازد و به‌طور کلی آزادی عمل بیش‌تری در ساخت ایجاد می‌نماید.
• استفاده از بتن‌های سبک در ساختمان سازی منجر به صرفه‌جویی در حمل و نقل مصالح ساختمانی، مصرف فولاد و مصرف انرژی مورد نیاز برای نقل و انتقال خواهد شد.
• بتن سبک امکان نگهداری رطوبت در مدت زمان زیاد را دارا بوده و در اثر انقباضات ترک نمی‌خورد.

معایب بتن سبک چیست؟

باوجود مزایای بسیار، استفاده از بتن سبک معایبی نیز دارد که به شرح زیر می‌باشد:

• بتن سبک به سیمان بیش‌تری احتیاج دارد.
• دمای تولیدی به علت حرارت هیدراتاسیون بیش‌تر می‌باشد.
• از آن‌جایی که بتن سبک نسبت به بارهای متمرکز موضعی مقاومت پایینی دارد، در این حالت آرماتورهای دربرگیرنده بیش‌تری نیاز خواهد بود.

تفاوت بتن معمولی و بتن سبک چیست؟

برای آن‌که بدانیم تفاوت بتن معمولی و بتن سبک چیست، لازم است ساختار هر یک را بررسی نماییم. به این تریتب تفاوت‌های میان این دو بتن را می‌توان در موارد زیر جست و جو کرد:

1. در بتن سبک نسبت به بتن معمولی میزان کرنش ناشی از خزش یا جمع شدگی بیش‌تر خواهد بود.
2. از آن‌جایی که در بتن سبک تخلخل زیادی وجود دارد، مدول ارتجاعی کم‌تری نیز نسبت به بتن معمولی دارا است.
3. چگالی بتن سبک پایین‌تر از بتن معمولی است؛ همین امر سبب کاهش بار مرده سازه خواهد شد.
4. دیگر تفاوت میان بتن معمولی و سبک در وجود گسیختگی است. گسیختگی در میانه‌های بتن سبک برخلاف بتن معمولی که دارای گسیختگی در اطراف است، در قسمت میانه می‌باشد.

جمع بندی

در این مطلب به بررسی آن پرداختیم که بتن سبک چیست، چه انواع و ویژگی‌هایی دارد و لزوم استفاده از بتن سبک در سازه چیست. این بتن نسبت به بتن معمولی چگالی و وزن کم‌تری داشته، در عین حال مقاومت آن قابل توجه است. بتن سبک از نظر روش تولید و میزان چگالی دارای انواع مختلفی بوده و استفاده از آن مزایایی همچون تحمل در برابر خستگی، کاهش بار مرده، افزایش مقاومت سازه و غیره دارد.

منبع (Resource): What Exactly Is Lightweight Concrete

سوالات متداول