|
اولین گزارشهای تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن به روم باستان بر می گردد. رومیان در احداث معبد پانتئون و ورزشگاه کلوزیوم از پومیس که نوعی مصالح سبک است استفاده کرده اند. کاربرد بتن سبکدانه پس از تولید سبکدانه های مصنوعی و فراوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد. در سال 1918، S. J. Hayde با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس و شیل کرد و بدینوسلیه سبکدانه ای مصنوعی تولید کرد که از آنها در ساخت بتن استفاده شد. تولید تجاری روباره های منبسط شده نیز از سال 1928 آغاز گردید.
1- طبقه بندی بتن سبک بر مبنای مقاومتی بتن‌هاي سبك از دیدگاه مقاومتی در سه دسته طبقه‌بندي مي‌شوند كه عبارتند از بتن سبك غيرسازه‌اي، بتن سبك سازه‌اي و بتن سبك با مقاومت متوسط که در ادامه به آن پرداخته می شود.بتن سبك غيرسازه‌اي كه معمولاً به عنوان جداسازهاي سبك مورد استفاده قرار مي‌گيرد، داراي جرم مخصوص كمتر از 800 كيلوگرم بر مترمكعب است. با وجود جرم مخصوص كم، مقاومت فشاري آن حدود 35/0 تا 7 نيوتن بر ميليمترمربع مي‌باشد. از معموليترين سنگدانه‌هاي مورد مصرف در اين نوع بتن مي توان به پرليت (نوعي سنگ آذرين) و ورميكوليت (ماده‌اي با ساختار ورقه‌اي شبيه ليكا)اشاره کرد. بتن‌هاي سبك سازه‌اي داراي مقاومت و وزن مخصوص كافي مي‌باشند، به گونه‌اي كه مي توان از آنها در اعضاي سازه‌اي استفاده کرد. اين بتنها عموماً داراي جرم مخصوصي بين 1400 تا 1900 كيلوگرم بر مترمكعب بوده و حداقل مقاومت فشاري تعريف شده براي آنها 17 نيوتن بر ميليمتر مربع (مگاپاسكال) مي باشد. در بعضي حالات امكان افزايش مقاومت تا 60 نيوتن بر ميليمتر مربع نيز وجود دارد. در مناطق زلزله خيز، آيين‌نامه‌ها حداقل مقاومت فشاري بتن سبك را به 20 نيوتن بر ميليمتر مربع محدود مي‌كنند. بتن‌هاي سبك با مقاومت متوسط، از لحاظ وزن مخصوص و مقاومت فشاري در محدوده‌اي بين بتن‌هاي سبك غيرسازه ا‌ي و سازه‌اي قراردارند، به گونه‌اي كه مقاومت فشاري آنها بين 7 تا 17 نيوتن بر ميليمترمربع و جرم مخصوص آنها بين 800 تا 1400 كيلوگرم بر مترمكعب مي باشد. 1-1- بتن سبك غيرسازه‌اي اين نوع بتنها با جرم مخصوصي معادل 800 كيلوگرم بر مترمكعب و كمتر، به عنوان تيغه‌هاي جداساز و عايق‌هاي صوتي در كف بسيار مؤثر هستند. اين نوع بتن مي‌تواند در تركيب با مواد ديگر در ديوار، كف و سيستم‌هاي مختلف سقف مورد استفاده قرار گيرد. مزيت عمده آن، كاهش هزينه‌هاي لازم براي تهويه‌ي گرمايي يا سرمايي فضاهای داخلی ساختمان و كاهش انتقال صوت بين طبقات و فضاهاي ساختمان مي باشد. بتن‌هاي سبك غيرسازه‌اي بر اساس ساختارداخلي مي‌توانند به دو گروه جداگانه تقسيم‌بندي شوند. دسته اول بتن‌هاي اسفنجي[1] كه در حين ساخت آنها با ايجاد كف، حباب‌هاي هوا در خمير سيمان يا در ملات سيمان – سنگدانه ايجاد مي گردد. كف مورد نظر يا از طريق مواد كف‌زا در حين اختلاط توليد شده و يا به صورت كف آماده به مخلوط اضافه مي‌شود. بتن اسفنجي مي‌تواند جرم مخصوصي تا حدود 240 كيلوگرم بر مترمكعب داشته باشد. دسته دوم بتن با سنگدانه سبك يا به اختصار بتن سبكدانه است که با استفاده از پرليت، ورميكوليت منبسط شده و يا ديگر سبکدانه هاي طبيعي و مصنوعي ساخته مي‌شوند. جرم مخصوص خشك اين مخلوط بين 240 تا 960 كيلوگرم بر مترمكعب مي‌باشد. امروزه اضافه كردن ريزدانه‌هايي با وزن معمولي، موجب افزايش وزن بتن و مقاومت آن مي شود، ليكن به منظورحصول خواص عايق‌بندي حرارتي (ضريب انتقال حرارت پايين)، حداكثر جرم مخصوص به 800 كيلوگرم در مترمكعب محدود مي‌گردد. هنگام ساخت و استفاده از بتن سبك غيرسازه‌اي، سعي بر اين است كه با كاهش وزن بتوان خصوصيات عایق حرارتي را افزايش داد، اما ذكر اين مطلب ضروري است كه باكاهش وزن مخصوص بتن، مقاومت آن نيز كاهش مي‌يابد. مقاومت فشاري و وزن مخصوص بتن، ارتباط نزديكي با هم دارند و با افزايش وزن مخصوص، بالطبع بايد مقاومت بالاتري را انتظار داشت. با توجه به مقاومت به دست آمده از اين نوع بتن، محل کاربرد آن تعيين مي گردد. به عنوان مثال بتن‌هايي با مقاومت فشاري حدود 7/0 نيوتن بر ميليمترمربع و كمتر براي عايق‌سازي لوله‌هاي بخار زيرزميني مناسب هستند و از بتن‌هاي با مقاومت بالاتر تا حدود 5/3 نيوتن بر ميليمتر مربع در پياده‌روها استفاده مي شود. بايد توجه داشت كه انقباض بتن‌هاي سبك در هنگام خشك شدن در اكثر موارد و به خصوص در موارد حذف سنگدانه‌هاي درشت از مخلوط، همواره مشكل‌ساز است. 1-2- بتن سبك با مقاومت متوسط بتنهای سبک موجود در این طبقه عمدتا از نوع بتنهای سبکدانه و بتنهای با ساختار باز می باشند. به عبارت دیگر برای کاهش چگالی بتن از سنگدانه های سبک طبیعی یا مصنوعی استفاده شده است. سبکدانه های مورد استفاده در بتنهای سبک با مقاومت متوسط معمولا از یکی از روشهای آهكي شدن (تكليس)، سنگدانه‌ي كلينگر، محصولات منبسط شده‌اي نظير روباره‌هاي منبسط شده، خاكستر بادي، شيل و اسليت يا سنگدانه‌هاي توليدي از مصالح طبيعي مانند پوكه سنگ‌هاي آذرين و سنگ‌هاي آذرين متخلخل (توف) توليد مي‌شوند. جرم مخصوص بتن ساخته شده با سنگدانه‌هاي فوق بين 800 تا 1400 كيلوگرم بر مترمكعب است. كاربرد مواد افزودني نظير تسريع كننده‌ها و روان‌كننده‌ها مي‌تواند در تغيير مقاومت بتن‌هاي ساخته شده با سنگدانه‌هاي توليد شده از روش‌هاي مذكور موثر باشد. کاربرد این بتنها معمولا در بلوکهای مجوف بتنی، کف سازیها و موارد مشابه است. 1-3- بتن سبك سازه ای بتنهای سبک سازه ای بتنهایی هستند که علی رغم دارا بودن چگالی کمتر از 2000 كيلوگرم بر مترمكعب، مقاومت فشاری بیش از 17 مگاپاسکال دارند. ساخت این بتنها صرفا با استفاده از سنگدانه های سبک و مقاوم امکان پذیر است. تمام بتنهای سبک سازه ای از خانواده بتن های سبکدانه می باشند که در آن برای کاهش وزن مخصوص بتن از سنگدانه های سبک استفاده شده است. به این دلیل بعضا از عبارات بتن سبکدانه و بتن سبک سازه ای برای بیان یک مفهوم استفاده می شود. در بتن‌هاي سبكدانه سازه‌اي از سنگدانه‌هايي استفاده مي‌شود كه بتن ساخته شده مقاومتي بيش از 17 مگاپاسکال و جرم مخصوصي كمتر از 2000 كيلوگرم بر مترمكعب را دارا باشد. سنگدانه‌هايي كه اين شرايط را عموماً برآورد مي‌كنند و طبق استاندارد [2] ASTM-C330 براي ساخت بتن سبك سازه‌اي مورد استفاده قرار مي گيرند، عمدتا عبارتند از: الف) شيل، رس و اسليت منبسط شده در كوره‌ي دوار ب)سنگدانه هايي که از فرآيند هاي کلوخه ای شدن به دست مي آيند ج) سرباره‌هاي منبسط شده د) پوكه‌هاي معدني هـ) پوكه‌هاي صنعتي و) خاكستر بادي ته نشين شده تأمين مقاومت فشاري معادل 20 نيوتن بر ميليمترمربع و بيشتر با بعضي از اين سنگدانه‌ها امكان‌پذير است. شرايط ساير سنگدانه‌ها نيزطوري است كه قادر به حصول حداقل مقاومت فشاري مقرر شده براي بتن سبك سازه‌اي مي‌باشند. همانطور كه پیش از این ذکر شد، مقاومت بتن سبك تابعي از جرم مخصوص آن است. بايد توجه داشت كه جرم مخصوص بتن عمدتاً متأثر از جرم مخصوص سنگدانه‌هاي مصرفي است، به گونه‌اي كه استفاده از مصالح سبكتر موجب كاهش وزن مخصوص بتن مي شود. ولي استفاده از مصالح سنگين‌تر از سبكدانه‌ها، لزوماً باعث افزايش مقاومت بتن ساخته شده نخواهد شد. بيشترين مقاومت بتن سبکدانه معمولا وقتی حاصل می شود که از سبکدانه های ساخته شده از شيل، رس و اسليت منبسط شده در فرآيند كوره دوار برای سبک سازی چگالی بتن استفاده گردد. |