بتن هوادار نوعی بتن سبک است که با استفاده از افزودنی های محبوس کننده هوا در مخلوط بتن تولید می شود. این افزودنی ها با ایجاد حباب های هوای میکروسکوپی در بتن، وزن مخصوص آن را کاهش می دهند و خواص متعددی را به آن اعطا می کنند.
مراحل اصلی عملکرد بتن هوادار به شرح زیر است:
در اولین مرحله، افزودنی محبوس کننده هوا به مخلوط بتن اضافه می شود. این افزودنی ها معمولاً به صورت پودر یا مایع هستند و از مواد مختلفی مانند مواد آلی، مواد معدنی یا ترکیبات مصنوعی ساخته می شوند.
نقش اصلی افزودنی محبوس کننده هوا، ایجاد حباب های هوای میکروسکوپی در بتن در هنگام اختلاط است. این حباب ها به طور یکنواخت در تمام حجم بتن توزیع می شوند و اندازه آنها می تواند بین 100 تا 500 میکرون باشد.
با مخلوط شدن بتن، افزودنی محبوس کننده هوا فعال می شود و حباب های هوا را در مخلوط ایجاد می کند. این حباب ها به دلیل کشش سطحی آب و هوا در داخل بتن به دام می افتند.
عوامل متعددی مانند نوع و مقدار افزودنی، سرعت اختلاط و دمای محیط بر اندازه و توزیع حباب های هوا در بتن تاثیر می گذارند.
پس از اختلاط، حباب های هوا باید در داخل بتن تثبیت شوند تا در مراحل بعدی از بین نروند. این امر معمولاً با استفاده از روش های مختلفی مانند:
عمل آوری: در بتن هوادار اتوکلاو شده (AAC)، مخلوط بتن در دمای بالا و فشار بخار پخته می شود که باعث تثبیت حباب های هوا و افزایش مقاومت بتن می شود.
استفاده از مواد شیمیایی: در بتن هوادار غیر اتوکلاو شده (NAC)، از مواد شیمیایی خاصی برای تثبیت حباب های هوا در داخل بتن استفاده می شود.
حباب های هوا با جایگزینی بخشی از سنگدانه ها، وزن مخصوص بتن را به طور قابل توجهی کاهش می دهند. این امر باعث کاهش بار مرده سازه و صرفه جویی در هزینه های ساخت و ساز می شود.
حباب های هوا به عنوان عایق حرارتی عمل می کنند و هدایت حرارتی بتن را کاهش می دهند. این امر باعث افزایش راندمان انرژی در ساختمان ها می شود.
حباب های هوا به عنوان عایق صوتی عمل می کنند و نفوذ صدا به داخل بتن را کاهش می دهند. این امر باعث افزایش آسایش صوتی در ساختمان ها می شود.
حباب های هوا با جذب تنش های ناشی از یخ زدگی و ذوب شدن، از ترک خوردگی بتن جلوگیری می کنند. این امر باعث افزایش دوام بتن در برابر شرایط آب و هوایی سرد می شود.
افزودنی های محبوس کننده هوا با روان تر کردن مخلوط بتن، باعث افزایش کارایی و پمپ پذیری آن می شوند. این امر باعث سهولت اجرا و کاهش زمان و هزینه ساخت و ساز می شود.
حباب های هوا با مسدود کردن منافذ بتن، نفوذپذیری آن را کاهش می دهند. این امر باعث افزایش مقاومت بتن در برابر آب و مواد شیمیایی خورنده می شود.
در نهایت، حباب های هوا نقش کلیدی در ایجاد خواص منحصر به فرد بتن هوادار ایفا می کنند و این نوع بتن را به گزینه ای ایده آل برای طیف وسیعی از کاربردها در صنعت ساخت و ساز تبدیل می کنند.
پیشنهاد مطالعه : جهت دسترسی به مجموعه ای از مقالات جامع در زمینه افزودنی های بتن کلیک نمایید.
بتن هوادار به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می شود:
رایج ترین نوع بتن هوادار است که با استفاده از فرایند اتوکلاو تولید می شود.
در این فرایند، مخلوط بتن که شامل سیمان، ماسه، آهک، پودر آلومینیوم و آب است، در قالب های مخصوص ریخته می شود و سپس در اتوکلاو در دمای بالا (حدود 180 درجه سانتیگراد) و فشار بخار (حدود 12 بار) پخته می شود.
نوع دیگری از بتن هوادار است که بدون استفاده از فرایند اتوکلاو تولید می شود.
در این روش، مخلوط بتن که شامل سیمان، ماسه، آهک، پودر آلومینیوم و آب است، در قالب های مخصوص ریخته می شود و سپس به طور طبیعی عمل آوری می شود.
علاوه بر این دو دسته اصلی، انواع دیگری از بتن هوادار نیز وجود دارد که شامل:
این نوع بتن هوادار با استفاده از فولاد پیش تنیده تقویت می شود که مقاومت و ظرفیت باربری آن را افزایش می دهد.
این نوع بتن هوادار با استفاده از سنگدانه های سبک مانند پوکه معدنی یا لیکا تولید می شود که وزن آن را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.
این نوع بتن هوادار با استفاده از مواد افزودنی خاص و روش های تولید ویژه تولید می شود که مقاومت آن را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.
انتخاب نوع مناسب بتن هوادار به عوامل مختلفی مانند:
ایجاد حباب های هوا: افزودنی های محبوس کننده هوا با مخلوط شدن با بتن، حباب های هوای میکروسکوپی را در آن ایجاد می کنند.
توزیع یکنواخت حباب ها: این حباب ها به طور یکنواخت در تمام حجم بتن توزیع می شوند.
نقاط ضعیف: حباب های هوا به عنوان نقاط ضعیف در بتن عمل می کنند و تنش های ناشی از یخ زدگی و ذوب شدن را جذب می کنند.
جلوگیری از ترک خوردگی: با جذب تنش ها، حباب های هوا از ترک خوردگی بتن در اثر یخ زدگی و ذوب شدن جلوگیری می کنند.
مهمترین مزیت استفاده از این افزودنی ها، افزایش مقاومت بتن در برابر یخ زدگی و ذوب شدن است. حباب های هوا با جذب تنش های ناشی از انبساط و انقباض آب در هنگام یخ زدگی و ذوب شدن، از ترک خوردگی بتن جلوگیری می کنند.
این افزودنی ها با روان تر کردن مخلوط بتن، باعث افزایش کارایی و پمپ پذیری آن می شوند.
حباب های هوا با مسدود کردن منافذ بتن، نفوذپذیری آن را کاهش می دهند و از نفوذ آب و مواد مضر به داخل بتن جلوگیری می کنند.
حضور حباب های هوا در بتن، وزن مخصوص آن را کاهش می دهد.
این افزودنی ها می توانند تا حدودی از ترک خوردگی بتن ناشی از جمع شدگی آن در هنگام خشک شدن جلوگیری کنند.
استفاده از این افزودنی ها در مناطقی که زمستان های سرد دارند و بتن در معرض یخ زدگی و ذوب شدن قرار می گیرد، ضروری است.
از این افزودنی ها در بتن ریزی سازه هایی مانند اسکله ها، بنادر، مخازن آب و استخرها که در معرض آب هستند، استفاده می شود.
در بتن ریزی هایی که از نسبت آب به سیمان کم استفاده می شود، استفاده از این افزودنی ها برای حفظ کارایی و جلوگیری از ترک خوردگی بتن ضروری است.
در بتن ریزی های حجیم که به دلیل گرمای حاصل از هیدراتاسیون سیمان، خطر ترک خوردگی بتن افزایش می یابد، استفاده از این افزودنی ها می تواند مفید باشد.
انتخاب نوع و مقدار مناسب افزودنی: نوع و مقدار افزودنی محبوس کننده هوا باید با توجه به نوع بتن، شرایط اجرا و الزامات طرح انتخاب شود.
اختلاط کامل با بتن: این افزودنی ها باید به طور کامل با بتن مخلوط شوند تا حباب های هوا به طور یکنواخت در تمام حجم بتن توزیع شوند.
کنترل دمای هوا: دمای هوا در هنگام اختلاط و بتن ریزی باید در محدوده ی مناسب باشد تا از عملکرد صحیح افزودنی محبوس کننده هوا اطمینان حاصل شود.
عمل آوری صحیح بتن: بتن حاوی افزودنی محبوس کننده هوا باید به درستی عمل آوری شود تا از حصول مقاومت و دوام مطلوب آن اطمینان حاصل شود.
استانداردهای متعددی برای افزودنی های محبوس کننده هوا وجود دارد که توسط سازمان های مختلف ملی و بین المللی تدوین شده اند.
برخی از مهمترین این استانداردها عبارتند از:
ASTM C494: استاندارد روش آزمایش استاندارد برای افزودنی های هوادهنده بتن
ASTM C435: استاندارد مشخصات استاندارد برای افزودنی های هوادهنده بتن
EN 12650: استاندارد اروپایی برای افزودنی های بتن – افزودنی های هوادهنده
BS EN 12650: استاندارد بریتانیایی برای افزودنی های بتن – افزودنی های هوادهنده
JIS A 6208: استاندارد ژاپنی برای افزودنی های بتن – افزودنی های هوادهنده
نوع و شکل افزودنی:
پودر، مایع یا خمیر
ترکیب شیمیایی:
مواد تشکیل دهنده اصلی
ناخالصی های مجاز
خواص فیزیکی:
عملکرد:
روش های آزمایش:
بسته بندی و علامت گذاری:
نوع بتن:
شرایط اجرا:
الزامات طرح:
