بتن سبک سازه ای در سازه های ال اس اف

بتن سبک طبق تعریف موسسه بتن آمریکا 87-ACI 116R، عبارت است از بتنی که وزن مخصوص آن از وزن مخصوص بتنی که با سنگدانه های طبیعی یا شکسته ساخته می شود به طور محسوسی کمتر است. این نوع بتن در سه نوع طبقه بندی می شوند که عبارتند از بتن سبک غیرسازه ای، سازه ای و سبک با مقاومت متوسط.

بتن سبک سازه ای دارای مقاومت و وزن مخصوص کافی هستند، به گونه ای که از آن ها در اعضای سازه ای می توان استفاده کرد. این بتن ها عموما دارای جرم مخصوصی بین ۱۴۰۰ تا ۱۹۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. حداقل مقاومت فشاری تعریف شده برای آن ها معادل ۱۷/۲۴ نیوتن بر میلی متر مربع مگاپاسکال است. در بعضی حالات، امکان افزایش مقاومت تا ۶۰ نیوتن بر میلی متر مربع وجود دارد. در مناطق زلزله خیز، آیین نامه ها حداقل مقاومت فشاری این بتن را به ۲۸ نیوتن بر میلی متر مربع محدود می کنند.
بتن های سبک با مقاومت متوسط، از لحاظ وزن مخصوص و مقاومت فشاری در محدوده ای بین بتن های غیرسازه ای و سازه ای قرار دارند، به گونه ای که مقاومت فشاری آن ها بین ۷ تا ۱۷ نیوتن بر میلی متر مربع و جرم مخصوص آن ها بین ۸۰۰ تا ۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.

شرکت فنی و مهندسی ویرا سازه نمایندگی تولید بتن سبک سازه ای برای سازه های پیش ساخته ال اس اف lsf در تمامی نقاط ایران از جمله تهران، کرج، اصفهان، مشهد، گیلان، مازندران و… می باشد.

بتن سبک غیر سازه ای

از بتن سبک غیرسازه ای معمولا به عنوان جداساز استفاده می گردد. بتن سبک غیر سازه ای دارای جرم مخصوص کمتر از ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. با وجود جرم مخصوص کم بتن غیر سازه ای، مقاومت فشاری آن حدود ۳۵/ ۰ تا ۷ نیوتن بر میلی متر مربع است. از معمولی ترین سنگ دانه های مورد مصرف می توان به پرلیت نوعی سنگ آذرین و ورمیکولیت ماده ای با ساختار ورق های شبیه ليكا اشاره کرد.

کاربرد بتن سبک سازه ای نسبت به بتن معمولی

با توجه به ویژگی هایی که برای این نوع بتن برشمردیم، استفاده از بتن سبک روز به روز در حال افزایش است. اگرچه هنوز در کشورهایی از جمله ایران، کاربرد این نوع بتن به دلیل شناخت ناکافی از آن، تفکر سنتی در ساخت و ساز و عواملی چون گران بودن هزینه اولیه تهیه سبک دانه ها کماکان بسیار محدود است. اگر صرفا مقاومت فشاری ملاک قرار گیرد، با داشتن مقاومت های بیش از ۵۵MPa محدودیتی برای جایگزین کردن بتن معمولی با بتن سبک وجود ندارد. اگرچه تفاوت هایی در بعضی خواص مکانیکی نظیر مدول الاستیسیته وجود دارد، گاهی اوقات به دلیل ویژگی خاصی از بتن سبک، استفاده از آن مناسب تر از بتن معمولی است.

شرکت فنی مهندسی ویرا سازه اولین شرکت استفاده کننده از بتن سبک سازه ای به جای پانل گچی در سیستم سازه های ال اس اف lsf می باشد.

کاربرد بتن سبک در کاهش وزن مرده

برای مثال، در پل های عابر پیاده که نسبت بار زنده به بار مرده کم است و اصولا مقدار بار مرده خیلی بیشتر از بار زنده ای است که برای آن طراحی شده، استفاده از بتن سبک سبب کم شدن وزن مرده می شود. در پل های بزرگ نیز سهولت و سرعت جابه جایی قطعات بزرگ تیرهای پیش ساخته با استفاده از این بتن سبک سازی می گردد. به علت کم بودن مدول الاستیسیته این بتن در مقایسه با بتن معمولی، استفاده از آن در ساخت شمع های پیش ساخته مناسب است. امکان ایجاد ترک ناشی از وجود انحراف در حین کوبش کاهش می یابد.

به طور مشابه در قطعاتی که در معرض بارهای ضربه ای هستند مثل ضربه گیر های کنار ساحل، سدهای ایمنی و شاه تیرهای راه آهن، در صورت استفاده از بتن سبک، انحنا و تغییر شکل های بهتر و جذب انرژی زیادتری حاصل خواهد شد.

گفتنی است که تکنولوژی ساخت بتن سبک سازه ای، سال ها به صورت یک فرمول سری در نزد برخی شرکت ها و صنایع وجود داشته است. برای مثال، در فاصله زمانی بین دو جنگ جهانی، کشتی هایی از بتن سبک با ظرفیت بیش از ۶۰۰۰ تن توسط آمریکا و فیلیپین ساخته شد. کاربردهای این بتن علاوه بر ساختمان های اداری، مسکونی، مدارس و پل ها، در پلهای شناور یدک کش ها، سکوهای نفتی، اسکله ها و نظایر آن دیده می شود.

ویژگی ها و مزایای بتن سبک سازه ای در مقایسه با بتن معمولی

• کاهش خطای کار
• وزن مرده کمتر

کاربرد در دال های تخت درجا و پیش ساخته، دال های تخت درجا و پیش ساخته پانل یک تکه solid

• کاهش بارهای وارد بر اعضا سازه ای و پی

دال های کر برداری شده پیش ساخته، پانل های t شکل

• سهولت ایجاد برش

کاربرد دال های پس کشیده درجا

• سهولت جابجایی و اجرا
• مقاومت بهتر در مقابل آتش سوزی

دال های T شکل یا دبل T پیش ساخته، پانل های ساندویچی

• کاهش هزینه های حمل و نقل

دیوار های درجا

• مقاومت حرارتی زیاد

بتن سبک غیر سازه ای

این نوع بتن ها با جرم مخصوصی معادل ۸۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب و کمتر، به عنوان تیغه های جداساز و عایق های صوتی در کف بسیار موثر هستند. از این نوع بتن می توان در ترکیب با مواد دیگر در دیوار، کف و سیستم های مختلف سقف استفاده کرد. مزیت عمده آن، کاهش هزینه های لازم برای تهویه گرمایی یا سرمایی فضا ها و کاهش انتقال صوت بین طبقات و فضا های ساختمان است. بتن های سبک غیرسازه ای بر اساس ساختار داخلی، می توانند به دو گروه جداگانه تقسیم شوند.

دسته اول بتن اسفنجی

در حین ساخت آن با ایجاد کف، حباب های هوا در خمیر سیمان و یا در ملات سیمان سنگ دانه ها ایجاد می گردد. کف مورد نظر از طریق مواد کف زا در حین اختلاط تولید می شود و یا به صورت کف آماده به مخلوط اضافه می گردد. بتن اسفنجی ممکن است جرم مخصوصی تا حدود ۲۴۰ کیلوگرم بر مترمکعب داشته باشد.

دسته دوم بتن با سنگ دانه

سبک دانه با استفاده از پرلیت، ورمیکولیت منبسط می شود. ممکن است با دیگر سبک دانه های طبیعی و مصنوعی ساخته شوند. جرم مخصوص خشک این مخلوط بین ۲۴۰ تا ۹۶۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.

امروزه اضافه کردن ریز دانه هایی با وزن معمولی، موجب افزایش وزن بتن و مقاومت آن می شود. به منظور حصول خواص عایق بندی حرارتی ضریب انتقال حرارت پایین، حداکثر جرم مخصوص به ۸۰۰ کیلوگرم در متر مکعب محدود می گردد.

مقاومت بتن غیر سازه ای

هنگام ساخت و استفاده از بتن غیرسازه ای، سعی بر این است که با کاهش وزن بتوان ویژگی های حرارتی را افزایش داد، اما با کاهش وزن مخصوص بتن، مقاومت آن نیز کاهش می یابد. مقاومت فشاری و وزن مخصوص بتن، ارتباط نزدیکی با هم دارند و با افزایش وزن مخصوص، باید مقاومت بالاتری را انتظار داشت. با توجه به مقاومت به دست آمده از بتن سبک غیر سازه ای، محل کاربرد آن تعیین می گردد.

برای مثال، بتن هایی با مقاومت فشاری حدود۰/۷ نیوتن بر میلی متر مربع و کمتر، برای عایق سازی لوله های بخار زیرزمینی مناسب هستند. از بتن های با مقاومت بالاتر تا حدود ۳/۵ نیوتن بر میلیمتر مربع در پیاده رو ها استفاده می شوند. باید توجه داشت که انقباض این بتن در هنگام خشک شدن، در اکثر موارد و به ویژه در موارد حذف سنگدانه های درشت از مخلوط، همواره مشکل ساز است.