اگر از هر شخص فعال در حوزه ساخت و ساز، پرسشی در خصوص انتخاب مهم‌ترین مصالح ساختمانی مطرح شود، مطمئناً بتن پای ثابت همه پاسخ‌ها خواهد بود. بتن در مراحل مختلف سفت کاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با ورود فناوری‌های نوین انواع جدید از بتن‌ها ساخته شده‌اند که وزن بسیار کم و مقاومت بالایی دارند. بتن اسفنجی یکی از این انواع است. بتن‌های اسفنجی خود به چند نوع تقسیم می‌شوند. در این مطلب از ویکی ساختمون به معرفی بتن سبک اسفنجی، انواع، کاربردها و مزایای آن می‌پردازیم.
بتن اسفنجی چیست؟
نام و نشان بتن اسفنجی شاید کمی غلط انداز باشد و همه فکر کنند که در ساخت آن‌ها اسفنج به کار رفته است اما در واقع این گونه نیست. اسفنج در واقع از ظاهر شبیه به اسفنج این بتن‌های سبک گرفته شده است. بتن‌های اسفنجی در واقع نوعی از بتن‌های سبک هستند که دارای ساختار پوک و متخلخل هستند. بتن‌های اسفنجی اگرچه مقاومت خوبی دارند اما نمی‌توان از آن‌ها استفاده سازه کرد. به این معنی که نمی‌توان آن‌ها را در ساخت دیوارهای باربر به کار برد. در ادامه بیشتر در مورد انواع، کاربردها و مزایای این نوع از بتن حرف خواهیم زد.
انواع بتن اسفنجی
به طور کلی بسته به نوع فرآیندی که در تولید بتن‌های اسفنجی به کار برده می‌شود، می‌توان آن را در دو دسته بتن اسفنجی گاری و بتن اسفنجی کفی جای داد که به شرح زیر هستند.
بتن اسفنجی گازی
بتن اسفنجی گازی که گاهی نیز بلوک سبک بتنی هوادار اتوکلاو شده یا بتن هوادار اتوکلاوی خوانده می‌شود، نوعی بتن پیش ساخته است که از مواد اولیه طبیعی تشکیل شده است. این نوع از بتن اسفنجی نخستین بار در دهه ۱۹۲۰ در سوئد توسعه یافت که طی آن یک معمار ابتدا مخلوط بتنی معمولی شامل سیمان، آهک، آب و ماسه را با مقدار کمی از پودر آلومینیوم ترکیب کرد. پودر آلومینیوم به عنوان یک عامل انبساطی عمل می‌کند که باعث بالا رفتن بتن می‌شود که شباهت زیادی به ور آمدن خمیر نان دارد. در نتیجه بتنی شکل می‌گیرد که تقریباً تا ۸۰ درصد هوا تشکیل شده است. بتن اسفنجی گازی به طور معمول به صورت بلوک و مصالحی ساخته می‌شود.
بیشتر بخوانید: بتن هوشمند چیست؟ معرفی انواع بتن هوشمند و کاربردهای آن‌ها
بتن اسفنجی گازی یک عایق حرارتی بسیار خوب است که در داخل و خارج ساختمان‌ها استفاده می‌شود. علاوه بر قابلیت عایق کاری، یکی از مزایای این نوع از بلوک‌های اسفنجی نصب سریع و آسان است زیرا از طرفی وزن کمی دارند و با توجه به وزن کم در اندازه‌های بزرگ ساخته و در دسترس قرار می‌گیرند و همچنین در صورت نیاز با ابزار استاندارد و مناسب می‌توان به راحتی آن را برش داد و به اندازه دلخواه در آورد.
بتن اسفنجی گازی برای ساختمان‌های مرتفع و ساختمان‌های دارای طیف تغییرات گسترده‌ای از درجه حرارت بسیار مناسب است. به دلیل تراکم پایین‌تر، ساختمان‌های مرتفع که با استفاده از بلوک اسفنجی گازی ساخته شده‌اند، به فولاد و بتن کمتری احتیاج دارند. ملات مورد نیاز برای بلوک‌های بتن اسفنجی گازی به دلیل نیاز به تعداد کمتر اتصالات کاهش می‌یابد.
به همین ترتیب، به دلیل قالب گیری دقیقی که در تولید بلوک‌های بتن اسفنجی گازی به کار برده می‌شود، ابعاد بسیار دقیقی دارند و میزان اتلاف مصالح به حداقل می‌رسد. در ساختمان‌هایی که با درجه حرارت شدید مواجه هستند نیز استفاده از بتن اسفنجی گازی کال توجیه پذیر است زیرا با توجه به راندمان حرارتی که دارد نیاز به مواد جداگانه برای ساخت و ساز و عایق کاری را از بین می‌برد و منجر به ساخت سریع‌تر و صرفه جویی در هزینه می‌شود.
ویژگی‌های بتن‌های اسفنجی گازی
مختصر مشخصات مربوط به بتن‌های اسفنجی گازی ارائه شده است و مقایسه آن با مشخصات بلوک‌های بتنی معمولی نیز در ستون آخر آمده است.
| مشخصات | بلوک بتنی اسفنجی گازی | بلوک بتنی معمولی |
| چگالی | ۲۵ تا ۵۰ | ۸۰ تا ۱۵۰ |
| مقاومت فشارشی | ۳۶۰ تا ۱۰۹۰ | ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ |
| مقاومت در برابر آتش | کمتر از ۸ ساعت | کمتر از ۶ ساعت |
| رسانایی گرمایی | ۰/۷۵ تا ۱/۲۰ | ۰/۵ تا ۱۰ |
مزایای بتن‌های اسفنجی گازی
- ماده‌ای عالی برای عایق صوتی و عایق صوتی
- بسیار مقاوم در برابر آتش
- در اشکال و اندازه‌های مختلف موجود است.
- جرم حرارتی بالا ذخیره شده و انرژی را با گذشت زمان آزاد می‌کند.
- ساخته شده با مواد قابل بازیافت
- هندلینگ و نصب آسان به دلیل وزن کم
- برش آسان
- حمل و نقل اقتصادی و جابجایی در مقایسه با بتن ریخته شده یا بلوک بتونی
معایب بتن‌های اسفنجی گازی
- محصولات اغلب ناهماهنگی در کیفیت و رنگ را نشان می‌دهند.
- دیوارهای خارجی برای محافظت در برابر آب و هوا، به روکش بیرونی احتیاج دارند.
- در صورت نصب در محیط‌های با رطوبت بالا، اتمام داخلی نیاز به نفوذپذیری بخار کم دارد و اتمام‌های خارجی نیاز به نفوذپذیری بالایی دارند.
- درجه عایق بودن آن‌ها در مقایسه با سایر مصالح مختص عایق کاری کمتر است.
- هزینه بالاتر از بلوک بتونی معمولی
- مقاومت بتن اسفنجی گازی به مراتب کمتر از بتن‌های سنتی معمولی است.
بتن اسفنجی کفی
بتن‌های اسفنجی کفی یا فوم نوعی بتن سبک است که از سیمان، شن و ماسه یا خاکستر بادی، آب و کف تولید می‌شود. بتن کفی را می‌توان به عنوان ماده سیمانی تعریف کرد که از حداقل ۲۰ درصد کف تشکیل شده است. چگالی خشک بتن کفی ممکن است از ۳۰۰ تا ۱۶۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب باشد. مقاومت فشاری بتن فوم از ۰/۲ تا ۱۰ نیوتن بر میلی‌مترمربع متغیر است و می‌تواند بالاتر از این مقدار نیز برود.
تولید بتن اسفنجی کفی شامل حل کردن سورفاکتانت در آب است. این ترکیب از یک مولد فوم عبور داده می‌شود که باعث تولید شکل پایداری از کف می‌شود. کف تولید شده در ملات سیمانی یا گچی ترکیب می‌شود، به طوری که مقدار چگالی مورد نیاز به دست آید. به طور کلی به دو روش درون خط تولید و بیرون از خط تولید ساخته می‌شوند.
در روش درون خط تولید، مواد اصلی از جمله سیمان و ماسه به یک مخزن اضافه می‌شود. در این مخزن، مخلوط با کف کاملاً مخلوط می‌شود. در این روش کنترل مناسبی روی فرآیند مخلوط اعمال می‌شود. به همین دلیل نیز امکان ساخت بتن‌های کفی در حجم‌های زیاد جود دارد. در روش بیرون از خط تولید نیز، یک کامیون مخلوط آماده مواد پایه را به محل مورد نظر می‌آورد. یک کامیون دیگر نیز که حامل فوم و کف از پیش ساخته شده است، در حالی که میکسر در حال چرخش است، مقدار متناسبی از کف را به مخلوط پایه اضافه می‌کند.
ویژگی‌های بتن‌های اسفنجی کفی
در جدول زیر مشخصات کاملی از بتن اسفنجی گازی در بهترین حالت آن ارائه شده است.
| چگالی خشک (کیلوگرم بر مترمکعب) | مقاومت فشارشی (نیوتن بر میلی‌مترمربع) | مقاومت کششی (نیوتن بر میلی‌مترمربع) | جذب آب (کیلوگرم بر متر مربع) |
| ۴۰۰ | ۰/۵ تا ۱ | ۰/۰۵ تا ۰/۱ | ۷۵ |
| ۶۰۰ | ۱ تا ۱/۵ | ۰/۲ تا ۰/۳ | ۳۳ |
| ۸۰۰ | ۱/۵ تا ۲ | ۰۳/ تا ۰/۴ | ۱۵ |
| ۱۰۰۰ | ۲/۵ تا ۳ | ۰/۴ تا ۰/۶ | ۷ |
| ۱۲۰۰ | ۴/۵ تا ۵/۵ | ۰/۶ تا ۱/۱ | ۵ |
| ۱۴۰۰ | ۶ تا ۸ | ۰/۸ تا ۱/۲ | ۵ |
| ۱۶۰۰ | ۷/۵ تا ۱۰ | ۱ تا ۱/۶ | ۵ |
مزایای بتن‌های اسفنجی کفی
- بار مرده ساختمان به دلیل اینکه بتن کفی وزن کمی دارد، بسیار کاهش می‌یابد.
- بتن کفی در حالت تازه خود آزادانه جریان دارد. این خاصیت به پر کردن کامل قسمت‌های خالی کمک می‌کند.
- سازه بتنی کفی از قابلیت پخش و توزیع بار بسیار عالی برخوردار است.
- بتن اسفنجی کفی بارهای جانبی زیادی را به سازه تحمیل نمی‌کند.
- خاصیت جذب آب
- بلوک‌های بتنی کفی بسیار ساده تولید می‌شوند، بنابراین بررسی و کنترل کیفیت به راحتی انجام می‌شود.
- بتن فوم مقاومت بیشتری در برابر انجماد و ذوب دارد.
- کار با آن‌ها هم سریع‌تر و هم کم خطرتر است.
- مقرون به صرفه و به نگهداری کمتری نیاز دارد.
معایب بتن‌های اسفنجی کفی
- وجود آب در مواد مخلوط، بتن کفی را بسیار حساس می‌کند.
- جلا بخشیدن به آن‌ها به دلیل ساختار متخلخل عملاً امکان ندارد.
- به زمان بیشتری برای مخلوط شدن مناسب نیاز دارد.
- با افزایش تراکم، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی کاهش می‌یابد.
سخن آخر
بتن‌های سبک یکی از بهترین مصالح ساختمانی هستند که پیشرفت فناوری در اختیار بخش‌های مختلف صنعت ساختمان سازی قرار داده است. بتن‌های اسفنجی یکی از انواع بتن‌های سبک هستند که روز به روز استفاده از آن‌ها به دلیل مزایای بالقوه‌ای که در اختیار مهندسان قرار می‌دهند در حال افزایش است. بتن اسفنجی کفی و گازی دو نوع اصلی هستند و در کنار همه مزایایی که دارند از معایب کوچک و بزرگی هم برخوردارند.
