بتن متخلخل چیست؟

با توسعه شهرنشینی، یکی از مشکلات در شهرسازی شهرهای بزرگ، شکل گیری سیلاب در معابر و خیابان ها و در نتیجه فرسایش معابر و عدم نفوذ آب به منابع آب زیرزمینی است. برای حل این مشکل می توان از بتن متخلخل یا پوک که نفوذپذیری زیادی دارد و آب به راحتی از آن عبور می کند استفاده کرد. استفاده از بتن متخلخل در روسازی معابر باعث جلوگیری از وقوع سیلاب و مانع فرسایش آن می شود. آب از بین فضاهای خالی بتن عبور کرده و باعث تقویت سفره های آب زیرزمینی می شود. هم چنین باعث کاهش هزینه های ترمیم معابر، کاهش آلودگی صوتی، کاهش گرما، حفظ اکوسیستم و حفظ و رشد درختان است.

بتن متخلخل یا بتن اسفنجی نوعی بتن سبک و با وزن کم و اسلامپ صفر است که از سیمان، آب، سنگ دانه و مواد افزودنی تشکیل شده که سنگ دانه های آن درشت و فاقد ریزدانه است. در این بتن سنگ دانه های ریز حذف شده و فواصل سنگ دانه ها هم بیشتر شده که در نتیجه هوا، آب، حرارت و سرما به آن نفوذ می کند. اندازه حفره ها معمولا بین 2 تا 8 میلیمتر و 15 الی 20 درصد حجم این بتن دارای فضای خالی و خلل و فرج است که عواملی مثل اندازه سنگ دانه ها، مقدار تراکم و نسبت آب به سیمان در این اندازه ها موثر است. به علت فضای خالی زیاد باید بتن ویبره شود.  خمیر سیمان در بتن متخلخل چسبندگی زیادی دارد و روان نیست. طول عمر روسازی با این بتن 30 تا 50 درصد بیشتر از روسازی با بتن معمولی است.

در مقاله بتن چیست و انواع آن بیشتر در این مورد بخوانید!

مزایای بتن متخلخل چیست؟

بتن متخلخل در برابر حریق، آب، سایش، پوسیدگی، قارچ و حشرات مقاوم است. هم چنین مقاومت آن در برابر یخ زدگی آن را به گزینه مناسبی برای مناطق سردسیر تبدیل می کند. در مقابل آتش سوزی و زلزله نسبت به آجرهای سفالی مقاومت بیشتری دارند. سبکی و چگالی پایین که حدودا بین 300 تا 800 کیلوگرم در متر مکعب است باعث می شود که کار با این بتن آسان شود و انعطاف زیادی در اختیار طراحان قرار می دهد. هم چنین هوای محبوس و چگالی پایین بتن آن را به عایق صوتی و حرارتی تبدیل می کند. اجرا و نصب بتن اسفنجی آسان تر و سریع است در نتیجه از لحاظ اقتصادی به صرفه تر است. از دیگر مزایای بتن متخلخل قابلیت استفاده دوباره از ضایعات آن و سازگاری با محیط زیست است.

معایب بتن متخلخل

به علت وجود  فضاهای خالی زیاد آب زیادی مصرف می کند. نمی توان در دیوارهای باربر از آن استفاده کرد، در صورت استفاده باید ضخامت دیوار زیاد شود که به صرفه نیست و فضای بیشتری اشغال می کند. مقاومت مکانیکی این بتن و استحکام آن در برابر ضربه زیاد نیست و امکان جدا شدن ذرات بزرگ تر و باقی ماندن ذرات کوچکتر و شن وجود دارد که با عمل آوری صحیح می توان میزان جداشدگی را به کمترین رساند. از دیگر مشکلات آن مقاومت نسبتا کم آن (400 تا 4000 پوند بر اینچ مربع) است. به طور کلی مزایای زیاد بتن متخلخل معایب آن را پوشش می دهد.

تاریخچه بتن متخلخل

بتن متخلخل اولین بار در سال 1924 میلادی در سوئد معرفی شد. هدف از تولید این محصول به دست آوردن ماده ای با خواص چوب مثل وزن کم، عایق حرارتی، قابلیت برش دادن و شکل دادن و فاسد نشدن بود. از سال 1950 میلادی ساخت این بتن در دیگر کشورها با روش ها و اسم های مختلف هم آغاز شد.

انواع بتن متخلخل

بتن متخلخل را براساس نوع فرایند تولید به دو دسته بتن کفی و بتن گازی تقسیم می کنند. اغلب بتن‌های گازی و کفی غیر سازه‌ای هستند. اما بعضی از بتن‌های متخلخل گازی را می توان سازه ای و مسلح کرد.  بتن گازی که عایق حرارتی است در دیوارهای جدا کننده استفاده می شود. بتن کفی که از ادغام کف در مخلوط پایه ساخته می شود و در ساخت لایه میانی ساندویچ پانل ها و حفاری ها کاربرد دارد و از بتن گازی سبک تر است. در هر دو نوع پایدار بودن حباب‌های گازی و توزیع یکنواخت آنها در مخلوط بتن بسیار مهم است و کیفیت نهایی را مشخص می‌کند.

کاربرد بتن متخلخل

از این بتن در جاده هایی که امکان وقوع سیل دارند، در پیاده روهایی که مشکل آب گرفتگی دارند، در معابر با حجم ترافیک کم مثل پارکینگ های روباز، خیابان های با ترافیک سبک، کف پوش ها و عایق سقف و پشت بام، زیرسازی چمن‌های استادیوم فوتبال،  قالب‌گیری سازه‌های فولادی برای محافظت در برابر آتش و خوردگی و شیب بندی استفاده می شود. بتن های متخلخل پرکننده هم هستند و در تولید بلوک های ساختمانی هم از آنها استفاده می شود.

مواد افزودنی در بتن متخلخل

افزودنی ها یا مواد دارای خاصیت سیمان به منظور افزایش کارایی بتن متخلخل با تغییر زمان گیرش، افزایش مقاومت بتن، نفوذ پذیری و تخلخل و افزودنی هایی هم برای رقیق کردن بتن به کار می روند. افزودنی هایی که به جای سیمان می توان به بتن متخلخل اضافه کرد شامل خاکستر بادی، گاز سیلیس و روباره می‌باشند.

آشنایی بیشتر با قالب جایگزین یونولیت یا یونیپلکس

خاکستر بادی

متریال خاکستر بادی از محصولات فرعی انبار زغال واقع در نیروگاه‌های برق است. در گذشته  بر روی زمین انباشته می‌شد و ماده‌ای بی‌مصرف بود اما امروزه متریالی مهم در سیمان‌سازی به محسوب می شود. این ماده را می‌توان جایگزین سیمان کرد و به مقدار ۶ تا ۶۵ درصد از آن استفاده نمود.

گاز سیلیس

گاز سیلیکون فراورده جانبی از تولید سیلیکون است که دانه‌بندی بسیار ریز و کروی شکل دارد. این ماده استحکام، دوام و مقاومت فشاری بتن متخلخل را بالا می برد و در ساختمان‌های بلند می توان از آن استفاده کرد. از این ماده می‌توان به مقدار ۵ تا ۱۲ درصد به جای سیمان استفاده کرد.

روباره

روباره محصول زباله در صنایع فولاد است و برای افزایش مقاومت و دوام بتن استفاده می‌شود. از این ماده می توان به مقدار ۲۰ تا ۷۰ درصد به جای سیمان استفاده کرد.

نصب بتن اسفنجی

نصب بتن اسفنجی شامل 4 مرحله اصلی مخلوط کردن، جاگذاری، تراکم یا کوبیدن و عمل آوری بتن است. نصب بتن متخلخل با نصب بتن های نفوذ ناپذر به علت تفاوت خصوصیات فیزیکی متفاوت است. نصب صحیح آن در کیفیت و عملکرد بتن نقش مهمی دارد در نتیجه باید از نیروی متخصص و باتجربه استفاده کرد.