ترکیبات بتن سبک از مجموعهای مواد درشت دانه اما سبک ساخته میشود که اغلب به جای مصالح معمولی، بخشی از آن یا کل سنگدانههای به کار رفته در بتن وزن سبک و کمی دارند. بتن سبک سازه دارای چگالی درون محلی (وزن واحد) بین 1440 تا 1840 کیلوگرم بر متر مکعب است.
وزن بتن معمولی حدودا دارای چگالی بین 2240 تا 2400 کیلوگرم بر متر مکعب است. برای کاربردهای مختلف ساختمانسازی مقاومت بتن باید بیشتر از 2500 psi باشد. سنگدانههای سبک به کار رفته در ساختار بتن سبک معمولا سنگ رست، خاک رس یا ذغال سنگ سبک است که در یک کوره دوار برای تشکیل ساختار بتنی با هم ترکیب میشوند. سایر محصولات کلاسهای دیگری از بتن سبک غیر ساختاری نیز با چگالی کمتر ساخته می شود که با سایر مصالح دانهای و حفرههای هوای بالاتر در ترکیبات خمیر سیمان مخلوط میشود، برای نمونه میتوان به بتن سلولی در این کلاس اشاره کرد.
طبقهبندی بتن سبک
به راحتی میتوان انواع بتن سبک تولید شده را بر حسب روش تولید آنها طبقهبندی کرد:
- با استفاده از سنگدانههای سبک وزن پر منفذ با مرکز ثقل ظاهری کم، پایین تر از 2.6 که این نوع بتن با نام بتن سبک دانه شناخته میشود.
- با استفاده از حفرههای بزرگ در بتن یا ملات، این حفرهها باید به وضوح از حفرههای بسیار ریز تولید شده توسط هوا متمایز شوند. این نوع از بتنها با نامهای مختلف بتن هوادهی شده، سلولی، فومی یا گازی شناخته میشوند.
- با کنار گذاشتن سنگدانهها از ترکیب تعداد زیادی از حفرههای بینابینی در بتن باقی میماند، که در این صورت سنگ دانههای درشت معمولی در ترکیب بتن استفاده میشود. به این نوع بتن، بتن بدون ریز دانه گفته میشود.
بتن سبک دانه را میتوان با توجه به هدفی که برای آن ساخته شده است نیز طبقه بندی کرد. در این صورت میتوان بین بتن سبک وزن ساختاری با بتن مورد استفاده در واحدهای بنایی و بتنهای عایق بندی تمایز قائل شد. طبقهبندی بتن ساختاری مبتنی بر حداقل مقاومت بتن است. مطابق با استانداردهای ASTM C 330-82a مقاومت فشاری 28 روزه نباید از 17 مگاپاسکال کمتر باشد.
در این صورت واحد وزن بتن منظور چگالی آن نباید از 1840 کیلوگرم بر متر مکعب بیشتر باشد، معمولا چگالی مطلوب برای بتن سبک بین 1400 تا 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است. از سوی دیگر معمولا بتن بنایی دارای چگالی بین 500 تا 800 کیلوگرم بر متر مکعب است و قدرت استحکام بین 7 تا 14 مگاپاسکال دارد.
انواع بتن سبک
بتن سبک دانه: در اوایل دهه 1950 استفاده از بلوکهای بتونی سبک در صنعت ساختمان سازی انگلیس رواج پیدا کرد. مدت زمان زیادی طول نکشید که با توسعه و تولید انواع مختلفی از بتنهای سبک مصنوعی، بتن سبک دانه به بازار معرفی شد. این نوع بتن دارای قدرت استحکام بسیار بالایی است و برای کارهای ساختمان سازی گزینهای ایده آل محسوب میشود.
پیشرفتهای صورت گرفته در ساختار بتن سبک دانه باعث شده است که میزان وزن سازه تا حد چشمگیری کاهش یابد که از نظر بسیاری از معماران توجیه اقتصادی دارد. مواد طبیعی مانند شیلها، رسها، پامیس یا همان سنگپا، دیاتومیت، خاکستر آتشفشانی و اسلیتها و مواد مصنوعی مانند روباره کوره بلند آهن، رس، خاکستر بادی و شیل از رایجترین متریالهای استفاده شده در تولید بتنهای سبک دانه هستند.
بتن هوادار: بتن هوادار با کمترین میزان چگالی، قدرت هدایت حرارت و استحکام است. همانند الوار این نوع بتن را میتوان با پیچ و میخ به کار گرفت اما این نوع بتن غیر قابل احتراق است. برای کارهای درجا اغلب از بتنهای هوادار با ترکیبات ثابت استفاده میشود تا به خوبی هوا در آن جریان داشته باشد. فرآوردههای پیش ساخته معمولا با افزودن 0.2 درصد پودر آلومینیوم به مخلوط بتن ساخته میشوند که با استفاده از مواد قلیایی موجود در اتصال دهنده باعث ایجاد حباب هیدروژن در طول واکنش میشوند.
از بتن هوادهی شده برای مکانهایی با مقاومت مورد نیاز، پایین استفاده میشود همانند سقف. توسعه کامل بستگی به واکنش آهک با سنگدانههای سنگین دارد و برای تراکم مساوی استحکام بتن با فشار بخار از مقداری دو برابری بتن هوادار استفاده میشود، که میزان انقباض برای این نوع بتن یک سوم یا کمتر است.
بتن هوادار یک ماده سلولی سبک وزن متشکل از سیمان، آهک، شن، ماسه و سایر مواد سیلیکونی است. این ماده توسط فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی ساخته میشود که در طی آن گاز یا هوا وارد دوغاب میشود و عموما هیچ ماده دانه درشتی در این نوع بتن به کار گرفته نمیشود. بتن هوادار به عنوان یک متریال ساختمانی با قدرت فشار بخار بالا به کار میشود. این نوع بتن به صورت پیش ساخته در کارخانه تولید میشود و فقط میتوان از آن برای انواع کف، دیوار، سقف استفاده کرد. اغلب از هیچ گونه ماده تقویتی برای افزایش مقاومت بتن هوادار استفاده نمیشود.
بتنهای هوادار در مقیاس و اندازه بزرگتر نیز با میلههای فولادی تقویت میشود در در طول بارگیری و حمل و نقل دچار هیچ گونه آسیبی نشوند. بتن هوادار اتوکلاو که برای اولین بار در سال 1929 در سوئد تولید شد، اکنون در سراسر جهان به عنوان یک متریال محبوب شناخته شده است. بتن هوادار اتوکلاو از طریق افزودن مقدار مشخصی از پودر آلومینیوم به ترکیبات ماسه، سیمان، آهک و آب ساخته میشود.
بتن بدون ریز دانه: اصطلاح بتن بدون ریز دانه به معنای ترکیب بتن با سیمان و مصالح دانه درشت است. این محصول تشکیل شده از انواع حفرههای یکنواخت توزیع شده در کل جرم موجود است. از بتن بدون ریزدانه عمدتا برای کارهای باربری، ریختهگری در دیوارهای داخلی و خارجی، دیوار غیر باربر و پر کردن کفهای جامد استفاده میشود. چگالی بتن ریز دانه بستگی به نوع و دانهبندی مصالح دارد. با استفاده از مصالح دانهدرشت تک سایز میتوان به پایینترین چگالی ممکن دست یافت. حداکثر اندازه مصالح دانهای از 7 تا 75 میلیمتر و اندازه معمول آنها 10 تا 20 میلیمتر است. بتن بدون ریز دانه برای اولین بار در سال 1923 در انگلستان برای ساخت 50 خانه در ادینبورگ به کار گرفته شود که چندین سال بعد استفاده از آن در لیورپول، منچستر و لندن رواج پیدا کرد.
