انواع بتن سبک؛ طرح اختلاط و فرمول آن از صفر تا صد

بتن سبک چیست؟ یکی از متریال‌های ویژه در صنعت عمران، بتن سبک است. این مخلوط به دلیل وزن کمتری که نسبت به بتن‌های معمولی دارد، در موارد زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله به تمامی سوالاتی که ممکن است برایتان در رابطه با انواع بتن سبک نظیر بتن‌های کفی، گازی، اسفنجی و طرح اختلاط و فرمول بتن سبک پیش بیاید پاسخ داده‌ایم. تا انتهای این مقاله در آکادمی عمران همراه ما باشید.

بتن سبک چیست؟

ابتدا توصیه می‌کنیم با مشاهده کردن فیلم زیر با خصوصیات و کاربرد بتن سبک آشنا شوید تا با دید بهتری بتوانید ادامه مقاله را مطالعه کرده و در انتها با دستی پر از آکادمی عمران خارج شوید.

همانطور که در فیلم بالا مشاهده کردید، بتن سبک به بتنی گفته می‌شود که از نظر وزنی، به میزان قابل توجهی کمتر از بتن‌های ساخته شده با سنگدانه طبیعی یا شکسته است.

اگر بخواهیم دقیق‌تر بگوییم، این بتن‌ها از دانه‌های سبک که دانسیته آن در محدوده 1440 تا 1850 کیلوگرم بر متر مکعب بوده و مقاومت فشاری 28 روزه آن بیشتر از 17.5 مگاپاسکال است، تشکیل شده است.

این مخلوط بتنی در بیشتر اوقات به عنوان جایگزینی خوب یا حتی مکمل مخلوط بتنی معمولی و به جهت کاهش وزن ساختمان استفاده می‌شود. البته میزان مقاومت فشاری آن نسبت به بتن‌های معمولی کمتر است. در مقاله ” بتن چیست “ درمورد انواع و کاربرد این متریال به طور کامل صحبت کردیم.

کارایی بتن‌های تازه سبک نیاز به توجه و دقت دارد. چرا که سنگدانه‌های آن در مخلوط‌هایی که روانی زیادی دارند، تمایل به جدا شدن دارند. پس بهتر است که حداکثر اسلامپ محدود شده و از ماده افزودنی حباب هواساز به میزان 5 تا 7 درصد استفاده شود تا بدون جداشدگی سنگدانه‌ها و آب انداختگی مخلوط بتنی، کارایی به حد خوبی برسد.

برای آشنایی با اسلامپ و نحوه اندازه‌گیری آن مقاله ” اسلامپ بتن ” را از دست ندهید!

بیش از ۵۰ ساعت آموزش حرفه‌ای ولی رایگان دفترفنی و ساختمان سازی

دریافت

انواع بتن سبک بر اساس چگالی

به طور کلی انواع بتن‌ سبک بر اساس چگالی به 3 دسته زیر تقسیم می‌شود:

1) بتن‌‌ سبک غیر سازه ای

این متریال‌ عمدتا به‌ عنوان تیغه‌های جداکننده و عایق‌های صوتی در کف مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین مخلوط بتن سبک دارای ویژگی‌های زیر است:

• وزنی کمتر از 800 کیلوگرم بر متر مکعب
• مقاومت فشاری 0.35 تا 7 مگاپاسکال
• دانه‌هایی شامل مصالح منبسط شده مانند پرلیت، ورمیکولیت یا پوکه منبسط شده پلی استیرن

2) بتن‌ سبک سازه ای

این نوع بتن سبک هم در المان‌های مختلف سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد و خصوصیات آن به شرح زیر است:

• وزنی بین 1400 تا 1900 کیلوگرم بر متر مکعب
• حداقل میزان مقاومت فشاری 17 مگاپاسکال
• با استفاده از ایجاد یک ساختمان متخلخل یکنواخت از حفره‌های هوا در خمیر سیمان یا ملات با استفاده از کف پیش ساخته یا درجا ساخته می‌شود.

3) بتن‌ سبک متوسط

از روی نامش می‌توان به آسانی فهمید که میزان مقاومت فشاری و وزن آن حدودا بین بتن سبک سازه‌ای و غیره سازه‌ای است. ویژگی‌های بتن‌های سبک متوسط به این صورت است:

• وزن بین 800 تا 1400 کیلوگرم بر متر مکعب
• مقاومت فشاری بین 7 تا 17 مگاپاسکال
• ساخته شده از دانه‌هایی که به وسیله انبساط، تکلیس یا پختن مصالحی مانند روباره آهنگدازی، رس، دیاتومیت، خاکستر باید، شیل یا اسلیت
• همچنین می‌توان از طریق انجام فرآیندهایی بر روی مصالح طبیعی همانند پومیس، اسکویا یا توف این نوع از بتن‌های سبک‌ را به دست آورد.

انواع بتن سبک از نظر روش تولید و نحوه ساخت

بتن سبک از نظر روش تولید نیز دارای انواع گوناگونی است که بدین شرح است:

1) بتن‌های سبکدانه یا دانه سبک

برای ساخت این نوع متریال کافی است از سنگدانه‌هایی که وزن ظاهری‌شان از 2.6 کمتر، سبک و متخلخل هستند استفاده کنید. اگر بخواهیم ویژگی‌های این نوع بتن‌ها را دقیق‌تر بررسی کنیم، بدین شرح خواهد بود:

• وزنی بین 300 تا 1850 کیلوگرم بر متر مکعب
• مقاومتی بین 3 تا 400 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع
• با مصرف مقدار زیادی سیمان امکان افزایش مقاومت تا 600 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع
• مقدار سیمان از مقدار معرفی با سنگدانه‌های معمولی بیشتر و تا 70 درصد بیشتر از آن متغیر است.
• سنگدانه‌های طبیعی مصرفی از نوع شیل، رس، پامیس هستند.
• سنگدانه‌های مصنوعی مصرفی از نوع روباره کوره بلند آهن، خاکستر بادی و شیل است.

2) بتن هوادار یا بتن گازی AAC

ایجاد حفره‌های بزرگ در داخل مخلوط بتنی یا ملات ماسه سیمان با استفاده از مواد هوازا یا کف ساز، یکی دیگر از روش‌های تولید بتن سبک است. نکته قابل توجه این است که این حباب‌ها باید از حباب‌های ریزی که در بتن‌ها هستند، قابل تشخیص باشند. مخلوط‌های بتنی هوادار به دلیل وزن سبک و حباب‌های موجود، اغلب به عنوان عایق حرارتی هم مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین بتن گازی هم خود به دو نوع زیر تقسیم می‌شود:

بتن کفی یا اسفنجی

بتن کفی یا هوادار اسفنجی با اضافه کردن مواد زیر به ملات ماسه سیمان ساخته می‌شود:

• تزریق ثابت و یکنواخت کف
• افزودن مخلوط‌های هوادار خاص (کف‌ساز)

کف ساز، اصلی‌ترین ماده جهت ساخت بتن کفی است و با افزودن این ماده به آب، حباب‌هایی به دست می‌آیند. این مورد به عنوان بتن سبک کف سازی نیز کاربرد دارد.

بتن هوادار اتوکلاو

این نوع مخلوط بتنی با استفاده از افزودن پودر آلومینیوم و سایر مواد افزودنی به مخلوطی که شامل مواد زیر است، ساخته می‌شود:

• ماسه سیلیسی
• سیمان
• آهک
• آب

پودر آلومینیوم برای عمل آوری بتن‌های گازی اتوکلاو کاربرد دارد. این ماده با ایجاد یک واکنش شیمیایی سبب تشکیل گاز و حباب در ملات تازه می‌شود.

3) بتن بدون ریزدانه

با حذف ریزدانه‌ها از مخلوط ماسه و سیمان، حفره‌های زیادی در داخل مخلوط ایجاد می‌شود و در نتیجه نوعی بتن حاصل می‌گردد که معمولا از دانه‌های درشت تشکیل شده و ظاهری زبر و متخلخل دارد.

تفاوت بتن سبک با بتن‌های معمولی

• همان طور که در بخش انواع بتن سبک از نظر روش تولید گفتیم، حفره‌هایی در این مخلوط بتنی وجود دارد که سبب سبک بودن آن می‌شود. اما این حفره‌ها معایبی هم دارند که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به کاهش مقاومت بتن سبک‌ نسبت به بتن‌های معمولی اشاره کرد.
• همچنین این مخلوط بتنی نسبت به بتن‌های معمولی نیازمند میزان دقت بیشتری در طرح اختلاط، نقل و انتقال و ریختن است.
• بتن سبک‌ در مقایسه با بتن‌های معمولی، میزان رطوبت بیشتری را از خود عبور می‌دهد. پس دارای جمع شدگی ناشی از خشک شدن و خزش بیشتری است که باید در امر طراحی به آن توجه کرد.
• کارایی بتن سبک‌ و معمولی با هم یکی است. چرا که دانسیته دانه‌ها پایین تر بوده و بنابراین اسلامپ کمتری نیز خواهد داشت.
• بتن سبک با حباب هوا که دارای اسلامپی بین 50 تا 75 میلی‌متر است، می‌تواند در شرایطی ریخته شود که همین شرایط یک اسلامپ 75 تا 125 میلی‌متر برای بتن‌های معمولی لازم دارد.

در ادامه مقایسه بتن سبک با معمولی، می‌توانیم نتایج را به این حالت جمع بندی کنیم:

سنگدانه‌های مورد استفاده در بتن سبک

یکی از مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده‌ی بتن سبک، سنگدانه‌ها هستند که به‌طور کلی به دو دسته‌ طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند.

سنگدانه‌های طبیعی

• سنگ پا: دارای ویژگی عایق سازی اما با انقباض جذب آب بالا بوده و وزن آن حدود 500 تا 900 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.
• سنگ پوکه: یک سنگ شیشه‌ای حفره‌دار است که همانند سربارهای صنعتی بوده و چنین بتنی را ایجاد می‌کند.
• جوش‌های آتشفشانی
• توف

سنگدانه‌های مصنوعی

دسته اول

با استفاده از حرارت برای منبسط کردن شیل، رس، پرلیت ساخته می‌شوند.

دسته دوم

با استفاده از سرد کردن مخصوص، در ضمن آن حالت انبساط یافته‌ای از تفاله‌های کوره‌ای نیز به دست می‌آید.

دسته سوم

خاکسترهای صنعتی هستند.

بتن‌هایی که با استفاده از سنگدانه‌های رسی و شیلی ساخته شده‌اند، دارای میزان مقاومت بالاتری نسبت به بتن‌های ساخته شده از سنگدانه‌های سبک‌تر را دارند.

مزایا و معایب بتن سبک

این مخلوط بتنی نیز همانند سایر انواع بتن‌ها دارای یک سری خصوصیاتی است که برخی مثبت و برخی منفی هستند. در ادامه مزایا و معایب آن را به طور کامل مورد بررسی قرار خواهیم داد.

مزایا

• افزایش میزان مقاومت مخلوط بتنی
• افزایش دوام
• کاهش وزن مرده سازه
• نقل و انتقال راحت‌تر
• مقاومت در برابر آتش‌سوزی
• کاهش احتمال ترک خوردگی در اثر انقباض
• عایق صوتی و حرارتی

معایب

• نیازمند مدت زمان زیاد جهت خشک شدن
• نیازمند مخلوط کردن طولانی در قیاس با بتن‌های معمولی
• نیازمند توجه بیشتری در زمان عمل آوری نسبت به بتن‌های معمولی است.
• مقاومت فشاری پایین‌تر از بتن‌های معمولی

کاربرد بتن سبک

بتن سبک به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود کاربردهای مختلفی در ساختمان سازی دارد که در ادامه هر یک را بررسی می‌کنیم:

• ساخت دیوارهای پارتیشنی، غیر باربر و پانلی با ویژگی‌های عایق صوتی و حرارتی
• کمک به کاهش وزن کلی سازه و در نتیجه بهبود عملکرد لرزه‌ای، خصوصا در ساختمان‌های چند طبقه
• استفاده از بتن سبک در سقف و کف ساختمان‌ها برای ضخیم‌ سازی و ایجاد عایق حرارتی
• قالب‌ گیری و محافظت از سازه‌های فولادی در برابر آتش و خوردگی
• به‌ کارگیری به‌ عنوان ماده پرکننده در پانل‌های دیواری در سازه‌های سبک و چند طبقه
• امکان اجرای سازه‌های خلاقانه و مدرن به‌ دلیل سبکی، شکل‌ پذیری و سهولت استفاده بتن سبک
• ترکیب کارایی، دوام و زیبایی در طراحی‌های معماری و سازه‌ای مدرن

استاندارد بتن سبک

استانداردها و روش‌های آزمون این مخلوط بتنی مطابق جدول زیر است:

فرمول بتن سبک

فرمول این نوع مخلوط بتنی بدین شرح است:

f_c=f_m(v_m)+f_a(1-v_m)

حال ببینیم هر کدام از این موارد به چه معنا است؟

• f_c به معنای مقاومت فشاری
• f_a به معنای میزان مقاومت سبکدانه
• f_m به معنای میزان مقاومت ملات
• v_m به معنای حجم نسبی ملات

اگر مایل به یادگیری تمام نکات اجرای ساختمان هستید توصیه می‌کنیم حتما به آموزش اجرای ساختمان سر بزنید.

جمع بندی

بتن سبک نوعی بتن است که به‌ دلیل استفاده از سنگدانه‌های سبک و متخلخل، وزن مخصوص کمتری نسبت به بتن معمولی دارد و مقاومت فشاری‌اش هم با توجه به نوع آن متغیر است. این بتن از لحاظ چگالی به سه دسته‌ اصلی سازه‌ای، غیرسازه‌ای و متوسط تقسیم می‌شود و با روش‌هایی مثل استفاده از سبکدانه‌ها، ایجاد حباب هوا (گاز) و حذف ریزدانه‌ها تولید می‌گردد.

مهم‌ترین مزایای بتن سبک شامل کاهش وزن مرده سازه، عایق حرارتی و صوتی بودن و مقاومت در برابر آتش است؛ اما در مقابل، مقاومت فشاری آن نسبت به بتن معمولی کمتر بوده و نیازمند دقت بیشتری در طرح اختلاط و عمل‌ آوری است.

در انتهای مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درمورد بتن سبک و انواع آن کسب کرده باشید. اگر در این مورد سوالی دارید، می‌توانید آن را در بخش دیدگاه‌ها با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری