بتن اسفنجی
بتن اسفنجی معمولا” بعه دو نوع گازی و کفی تقسیم میشود . بتن اسفنجی را بتن پوک و متخلخل نیز می نامند و در برخی منابع بتن Cellular نام دارد . اغلب بتن های اسفنجی گازی و بتن اسفنجی کفی غیر سازه ای هستند اما برخی بتن های اسفنجی گازی از قابلیت سازه ای شدن و حتی مسلح شدن برخوردار می باشند .
کاربرد بتن اسفنجی
بتن های اسفنجی عمدتا” پر کننده هستند . ساخت برخی پانل های جداکننده ، ایجاد کف سازی و شیب بندی ، عایق های حرارتی و جاذب صوت از جمله موارد مورد استفاده بتن اسفنجی غیر سازه ای است . تولید قطعات و بلوکهای ساختمانی برای بنائی از جمله کاربردهای بتن اسفنجی گازی است . نوعی بتن اسفنجیگازی بنام سیپورکس در سوئد ساخته شد که می توانست مسلح گردد و در ایران نیز مدتی قطعات بتن اسفنجی مسلح سیپورکسی بکار رفت از جمله دالهای بتن مسلح پیش ساخته برای پوشش سقف از جنس سیپورکس در برخی پروژه های کشور ما مصرف گشته است . قطعات نما از جنس بتن اسفنجی کفی و بتن اسفنجی گازی یا سبکدانه غیر سازه ای نیز تولید و مصرف شده است .
افزودنی های بتن اسفنجی
مواد افزودنی ( یا همان مواد دارای خواص سیمانی ) که در بتن اسفنجی بکار می‌روند عبارتند از: افزودنی فوق روان کننده سیمان در بتن اسفنجی ، افزودنی خاکستر بادی و پوزولان طبیعی در بتن اسفنجی ، افزودنی روباره و بخار سیلیس در بتن اسفنجی.
حال به برخی از افزودنی های بتن اسفنجی که نقش بسیار مهمی در ساختار بتن دارند و می‌توانند به جای سیمان مورد استفاده قرار گیرند ( که در ایران از آنها به ندرت استفاده میشود ) اشاره می‌کنیم. در واقع مواد افزودنی بتن اسفنجی بر عملکرد زمان گیرش بتن اسفنجی ، میزان افزایش مقاومت بتن اسفنجی ، تخلخل، نفوذ پذیری و … در بتن اسفنجی تأثیر می‌گذارند و در یک کلام کلید عملکرد بالای بتن اسفنجی ، در استفاده از مواد افزودنی بتن است.
از جمله افزودنی های بتن اسفنجی می‌خواهیم به گاز سیلیس، خاکستر بادی و روباره که همگی دوام بتن اسفنجی را بوسیله کم کردن نفوذ پذیری و شکاف ( ترک خوردگی ) افزایش می‌دهند اشاره می‌کنیم:
افزودنی گاز سیلیس در بتن اسفنجی :یک فرآورده فرعی (محصول جانبی) از تولید سیلیکون است، و از دانه‌های خیلی ریز و ذرات کروی شکلی تشکیل شده است و به طور موثری مقاومت و دوام بتن اسفنجی را افزایش می‌دهد. به طور مکرر برای ارتفاعات بلند ساختمان‌ها به منظور افزایش مقاومت فشاری بتن اسفنجی (با استفاده از افزودنی گاز سیلیس مقاومت بتن از psi 20000 هم فراتر می‌رود.) استفاده میشود و می‌توان از آن %12- 5 به جای سیمان در بتن اسفنجی استفاده کرد.
افزودنی خاکستر بادی در بتن اسفنجی :اکستر بادی، محصول فرعی انبار زغال سنگ سوزان در نیروگاه‌های برق است و سال‌ها قبل به عنوان ماده‌ای بی‌مصرف روی زمین انباشته می‌شد و بدون استفاده بود. اما حالا به عنوان یک ماده افزودنی بتن مهم در صنعت سیمان سازی به کار برده میشود و می‌توان از این افزودنی به جای سیمان در بتن اسفنجی استفاده کرد.
افزودنی روباره در بتن اسفنجی :افزودنی روباره، محصول فرعی زباله در صنعت پولاد ( فولاد ) است، و سهم آن در مقاومت و دوام بتن اسفنجی بیشتر است و می‌توان از آن %70-20 به جای سیمان در بتن اسفنجی استفاده کرد.
برای آشنایی بیشتر با بتن اسفنجی، در جدول، زیر میزان افزودنی های بتن اسفنجی به کار رفته شده در بتن اسفنجی ذکر شده است:
نسبت مواد | مقدار مواد |
1-مواد دارای خواص بتن (البته در مورد مواد دارای خواص سیمای یا همان افزونی‌های بتن بعدا” بیشتر توضیح داده میشود.) | 270 to 415 kg/m^3 (450to 700 1b/y^3) |
2-سنگدانه | 1190 to 1480 kg/ m^3 (2000 to 2500 1b/y^3) |
3-نسبت آب به سیمان (از لحاظ جرم) | 0.27 to 0.30 |
4-نسبت سنگدانه به سیمان (ازلحاظ جرم) | 4 to 4.5:1 |
5- نسبت سنگدانه ریز (ماسه) به سنگدانه درشت (شن) | 0 to 1:1 |
رفتار بتن اسفنجی
همچنین به منظور آشنایی بیشتر با رفتار بتن اسفنجی، ویژگی‌های بتن اسفنجی در زیر بیان شده است:
مشخصات | مقدار |
اسلامپ یا نشست (stump) | 20 mm (3/4 in) |
چگالی (وزن مخصوص) | 1600 to 2000 kg/m^3 (100 to 125 1b/ft^3) |
زمان گیرش (setting time) | 1 ساعت |
تخلخل (از لحاظ حجم) | 15% to 25% |
میزان نفوذ پذیری (از لحاظ میزان سرعت) | 120 L/min to 320 L/m^2/min (3ga1/ft^2/ min to 8 gal /ft^2/min) |
مقاومت فشاری | 3.5 Mpa TO 28 Mpa (500psi to4000 psi) |
مقاومت خمشی | 1 Mpa to 3.8 Mpa (150 psi to 550 psi) |
افت بتن | 200×10^-6 |
سبکدانه های مورد استفاده در بتنهای اسفنجی با مقاومت متوسط معمولا از یکی از افزودنی های که در بالا به آنها اشاره کردیم من جمله افزودنی های آهكی شدن (تكلیس)، سنگدانه ی كلینگر، افزودنی های منبسط شده‌ای نظیر :
افزودنی روباره‌های منبسط شده، افزودنی های خاكستر بادی، افزودنی شیل و اسلیت یا سنگدانه‌های تولیدی از مصالح طبیعی مانند پوكه سنگ‌های آذرین و سنگ‌های آذرین متخلخل (توف) تولید می‌شوند.
جرم مخصوص بتن اسفنجی ساخته شده با افزودنی ها و سنگدانه‌های فوق بین 800 تا 1400 كیلوگرم بر مترمكعب است.
كاربرد مواد افزودنی نظیر افزودنی تسریع كننده بتن اسفنجی و افزودنی فوق روان‌كننده بتن اسفنجی می‌تواند در تغییر مقاومت بتنهای اسفنجی ساخته شده با سنگدانه‌های تولید شده موثر باشد. کاربرد بتن های اسفنجی ساخته شده با افزودنی های ذکر شده معمولا در بلوکهای مجوف بتنی، کف سازیها و موارد مشابه است.
