بتن اسفنجی چیست؟

بتن اسفنجی یک مخلوط سنگدانه درشت.سیمان.آب وماسه به میزان اندک(وگاهی اوقات بدون ماسه).در ساختار این بتن15-25(از لحاظ حجم )فضای خلی وجود دارد و این امر موجب عبور آب از داخل این بتن می شود.در بتن اسفنجی از آب نسبت به دیگر انواع بتن کمتر استفاده می شود و این مسئله باعث شده تا پس از ساختن مخلوط بتن آب ان به سرعت تبخیر شده و مخلوط در مدت یک ساعت کاملا ار اب تخلیه خواه شد

.در بتن اسفنجي منافذ هوا درون خمير سيمان ايجاد ميگردد.

دو نوع اصلي بتن اسفنجي عبارتند از :

1- بتن كفی 

2- بتن گازی

در توليد بتن گازی منافذ عمدتا از طريق واكنش های شيميايی ايجادگرديده و فرآيند عمل آوري توسط سيستم اتوكلاو صورت می گيرد و در بتن كفی با ادغام حبابهای هوای از پيش آماده شده (كف) در خمير سيمان يا ملات، آب و ماسه ريز ايجاد گرديده و عمل آوری آن بصورت معمولی و غير اتوكلاو انجام مي گردد

نسبت مواد مختلف در بتن اسفنجی
نسبت موادمقدار مواد

1)مواد دارای خواص بتن 270to415kg/m^3(2سنگدانه1190to1480 kg/m^33)نسبت اب به سیمان0.27to0304)نسبت سنگدانه به سیمان4to4.5:1نسبت سنگدانه ریزبه سنگدانه درشت0to1:1
رفتار بتن اسفنجی همچنین به منظور اشنایی بیشتر با رفتار این بتن ویژگیهای آن در زیر بیان شده است.
مشخصات مقداراسلامپ20mmچگالی1600to2000 kg/m^3زمان گیرش1 ساعت تخلخل15(o25)میزان نفوذ پذیری  120L/m^2/minto320 مقاومت فشاری3.5mpato28mpaمقاومت خمشی1mpa to 3.8mpaافت بتن200x10^-6
1- بتن گازي (Atuoclaved Aerated Conceret) بتن هوادار اتو كلاو شده (AAC) يا بتن گازی يكی از انواع خاص بتن سبك متخلخل است که اين نوع بتن به علت وزن كم وخواص عايق حرارتی خود، باعث كاهش وزن ساختمان و صرفه جويی در مصرف انرژی می شود و بدين لحاظ كاربرد آن در سطح جهان در حال گسترش است محصولي كه امروز بنام AAC نامگذاری شده است طی 70 سال اخير در سطح جهان خصوصا سوئد توليده شده است. 

اين محصول شامل دو فرآيند اصلي ايجاد حباب هوا در دوغاب مخلوط سيمان آهك، و پودر سيليس وعمل آوري بتن حاصل در سيستم اتوكلاو مي باشد از خواص عمده بتن گازي وزن مخصوص كم، مقاومت مناسب، عايق بندي حرارتي و مقاومت در برابر آتش قابل ذكر است

با توجه به خصوصيات ذكر شده از كاربردهاي عمده بتن توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مي باشد همچنين كاربردهاي عمده بتن گازي توليد بلوكهاي سبك ساختماني جهت ساخت ديوارهاي جدا كننده و باربر مانند پانلهاي سقف و ديوار مورد استفاده قرار مي گيرند.تاريخچه و وضعيت موجود توليد AAC در جهانبتن گازي (A)) در دهه 1920 در كشور سوئد توليد گرديد انگيزه توليد آن دستيابي به ماده با خواص چوب نظير سبكي، عايق حرارتي و قابليت برش و شكل دادن و در عوض بدون معايب چوب همانند قابليت اشتعال و فساد پذيري آن بود. پس از سالهاي 1950 ساخت AAC در ديگر كشورها نيز آغاز شد و امروزه اين محصول با روش هاي مختلف و نامهاي متفاوت در بسياري از كشورها توليد مي گردد. محصولاتي كه تحت نام هاي تجاري ثبت شده نظير yatong , hebelx  siporex , durox , unipol توليد و عرضه مي شوند كه در نسبت هاي طرح اختلاط ، مواد اوليه ، روش برش دادن بتن و مراحل پيش و پس فرآيند تفاوتهايي با يكديگر دارند.
مواد اوليه و كليات توليد بتن گازي (AAC)در صنعت به بتن هوادار اتوكلاو شده بتن گازي گفته مي شود و با همين مشخصه از بتن هوادار اتوكلاو نشده (بتن كفي) متمايز می شود.بطور كلی محصولات AAC از تركيب دو ماده زير تشكيل مي شود.

 الف- ماده با پايه سيليسی (ماسه سيليسی آسياب شده يا خاكستر بادی)ب- ماده چسباننده از سيمان پرتلند معمولي و آهك معمولا بعنوان چسباننده استفاده می شود اين مواد در طی فرآيند اتوكلاو با سيليس واكنش انجام داده و سيليكات كلسيم هيدراته توليد می شود.يكي از روشهاي هوادار كردن بتن اعمال گاز است كه اين گاز توسط واكنش شيميايي در بتن توليد می شود. بدين منظور ملات بايد كارايي مناسب داشته باشد تا حباب ها در ملات بطور يكنواخت توسعه يافته و از ملات خارج نگردند بنابر اين سرعت ايجاد حباب گاز ، روانی دو غاب و زمان گسترش بايد هماهنگ  باشند. از معمولي ترين روش های اعمال گاز يا حباب در توليد بتن گازی استفاده از پودر آلومينيوم است  مي توان از آلياژ آلومينيوم نيز براي حبابها استفاده نمود گاهي اوقات از پيروكسيد هيدروژن براي توليد حباب ها استفاده مي شود.

جهت دستيابی به خواص بهتر مقاومتی و كاهش پديده جمع شدگی ، بتن هوادار تحت فشار و دماي بالا (اتوكلاو) و عمل آوري مي گردد اين فرآيند باعث توليد محصولی با ساختار كاملاً  متفاوت نسبت به ماده ای كه اتو كلاو نشده می شود.خواص بتن گازی با توجه به موارد كاربرد ،بتن گازی در جرم های حجمی گوناگون و مقاومت های مختلف توليد مي شود .جرم حجمی:  اين پارامتر از مهم ترين خصوصيات بتن گازي مي باشد و اكثر خواص اين بتن به آن بستگي دارد. از آنجايی كه جرم حجمي بستگي به وضعيت رطوبت نمونه دارد. جهت استانداردهای كردن و مبناي مقايسه انواع بتن سبك، جرم حجمي در حالت خشك شده در كوره بعنوان معيار درنظر گرفته می شود بتن گازي معمولاً با جرم حجمی خشك در محدود 400 تا g/m3 800 توليد می شود. مقاومت فشاری :مقاومت فشاری بتن گازی نيز مانند بقيه بتن ها با افزايش جرم حجمي افزايش می يابد همچنين وضعيت رطوبتی نمونه، در مقاومت فشاري آن تاثير مي گذارد مقاومت فشاري نمونه های خشك شده در هواي 15 تا 20 درصد بيشتر از نمونه هاي اشباع شده می باشد با توجه به عمل آوري خاص اتوكلاو كه روی بتن گازی اعمال مي گردد اين نوع بتن ها در پايان اين فرآيند به مقاومت نهايي خود رسيده و مقاومت آنها افزايش محسوسی در طي زمان نخواهند داشت.
جمع شدگي ناشي از خشك شدن:جمع شدگي ناشي از خشك شدن بتن با كاهش رطوبت آن شروع مي شود و آب از منافذ بزرگ خارج مي گردد اين كاهش رطوبت با كاهش حجم چنداني همراه نيست و با ادامه خشك شدن آب از منافذ مويين كوچك بتن و همچنين آب جذب شده روی سطوح داخلي مواد متشكله بتن گازی خارج مي گردد اين خشك شدن با كاهش قابل توجه حجم خمير سيمان همراه است بر اين اساس عامل اصلي جمع شدگي از دست رفتن آب منافذ مويين و آب جذب شده روی سطوح است. جمع شدگي بتن اتو كلاو شده كمتر از بتن معمولی است.استاندارد انگليس B.Sمقدار حداكثر مجاز جمع شدگي ناشی از خشك شدن را برای بلوكهای گازی برابر 09/0 درصد تعيين می كند.

جذب آب:منظور از جذب آب درصد وزني آب جذب شده نسبت به وزن خشك نمونه بتن طی زمانی مشخص استغراق در زير آب است مقدار جذب آب براي بتن معمولي حدود 5 تا 10درصد وزنی است. بتن گازی پس از پايان فرآيند اتوكلاو دارای حدود 30 درصد وزن رطوبت قابل تبخير است ميزان جذب آب نمونه های بتن گازی تا حدود 70 درصد وزنی گزارش شده است.

نتايج آزمايشهاي موردی انجام شده روی نمونه های بتن گازی توليد داخل كشور:در مباحث قبلی مشخصات عمومی بتن های گازی بر مبنای منابع بين المللی ارائه گرديد.

در اين بخش نتايج آزمايشهای انجام شده در بخش بتن مركز تحقيقات ساختمان و مسكن ساختمان و مسكن روي تعدادي نمونه بتن گازی توليد داخل كشور ارائه می شود . شايان ذكر است كه  نمونه های آزمايش شده بصورت آماده برای انجام آزمايش دريافت گرديدند

.دو گروه بتن گازی توليد داخل با شناسنامه GI و GS تحت آزمايش های تعيين مقاومت فشاری 7 تعيين جذب آب، تعيين جرم حجمي خشك و تعيين جمع شدگی ناشی از خشك شدن از حالت اشباع قرار گرفتند كه نتايج آن به صورت خلاصه در جدول زير آمده است.
نام گروه مقاومت فشاری Mpaدرصد جذب آب جرم حجمی خشك kg/m3جمع شدگیGI 8/2
3/66
560
13(**GS6/28/61 **5251)آيين نامه دين آلمان نيز رنج مقاومتي 2 تا 8 مگا پاسكال را براي اين نوع بتن ها تعيين نموده است.**قابليت جذب آب بالا از خصوصيات بتن هاي گازي مي باشد و درمنابع مختلف جذب آب 60 الي 70 درصد وزني نيز گزارش شده است.

شايان ذكر است كه اين مقادير بيشتر از مقادير مجاز ذكر شده در منابع مختلف است و اين مشكل اساسی بتنهای گازی كشور نيز هست.

- بتن كفي (Foam Concete) بتن كفي يكي از انواع بتن هاي سبك مي باشد كه از ادغام كف توليد با ثبات كافي در خمير سيمان يا ملات حاصل مي گردد با توجه به محدوده وسيع جرم حجمي قابل دستيابي با بتن هاي كفي و پايين بودن نسبی سرمايه گذاری اوليه اين مصالح بعنوان راه حل مناسب در مواردی كه كاهش وزن و يا عايق بندي حرارتي مدنظر باشد توسط توليد كنندگان عرضه می شوند قبل از بكارگيري هر نوع بتن سبك لازم است ديگر خصوصيات فيزيكی و مكانيكی مهم آن ارزيابي شوند تا از مناسب بودن آن براي كاربرد  مورد نظر اطمينان حاصل گردد. بر اين اساس بررسي گسترده آزمايشگاهي جهت تعيين خصوصيات فيزيكي و مكانيكي بتن كفي با محدوده جرم حجمي بين 800 تا 1500 كيلوگرم بر متر مكعب توسط كارشناسان بخش بتن مركز تحقيقات ساختمان و مسكن انجام پذيرفت جزئيات اين مطالعه و نتايج حاصله در ضمائم حاضر ارائه گرديده است. زمينه هاي مناسب كاربرد بتن ها كفي كشور مواردی هستند كه جمع شدگی بالا قبول باشد در اين رابطه می توان به كاربرد بتن كفی بعنوان عايق حرارتی ، پر كننده حفاری ها، بخش ميانی پانل های ساندويچی و كابردهای ژئوتكنيكی اشاره کرد.  ساختمان به طور مستقيم ( به لحاظ سبكی ويژه اين نوع بتن ) و صرفه جويی در مصرف انرژی بطور غير مستقيم ( به لحاظ عايق بودن اين نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتيجه كاهش ميزان مواد سوختی ) , از لحاظ اقتصادی گام های بلند و مهم امروزه مهندسين و معماران سازنده ساختمان در دنيا با استفاده از بتن سبك در قسمت های مختلف بنا با سبك كردن وزنی برداشته اند .فوم بتن پوششی است جديد جهت مصارف مختلف در ساختمان كه به علت خواص فيزيكي منحصر به فرد خود بتنی سبك و عايق با مقاومت لازم و كيفيت مطلوب نسبت به نوع استفاده از آن ارائه می دهد . اين پوشش از تركيب سيمان , ماسه بادي (ماسه نرم ) , آب و فوم ( ماده شيميائی توليد كننده كف ) تشكيل می شود . ماده كف زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص , با سرعت زيادی , حباب هاي هوا را توليد و تثبيت نموده و كف حاصل كه كاملا پايدار مي باشد در ضمن اختلاط با ملات سيمان و ماسه بادی در دستگاه مخلوط كن ويژه , خميری روان تشکيل می دهد كه به صورت درجا با در قالب های فلزی يا پلاست ریخته می شود.