مزایای استفاده از بتن دارای هوا چیست ؟

بتن هوادار چیست ؟ و یا اصلا بتن چیست ؟ و چگونه می توان بتن هوادار یا هوادهی شده را تشخیص داد ؟ و مزایای بتن هوادهی دهی شده چیست؟ اینها سوالاتی است که امروز می خواهیم به بررسی آن ها در این مقاله از بتن کاور بپردازیم همراه ما باشید. می توان گفت یکی از پر کابردترین مصالح ساختمان است که تقاضای فروانی در جای جای دنیا دارد .

بتن ماده ای ترکیب شده از شن، ماسه، سیمان و آب است که با تغییرات گوناگون در ترکیبات آن بتنی حاصل می شود با خواص متفاوت که هرکدام کاربرد خاص خودش را دارد. از آنجا که روز به روز تلاش شیمیدانان و مهندسان در ساخت و ارائه محصولات متنوع با ویژگی و معیار های متفاوت بیشتر نتیجه می دهد و قابلیت های ساخت و ساز را توسعه می دهد.

از این رو امروزه مهندسین موفق به ساخت بتنی متفاوت با بتن های مطرح شده، شده اند که بتن هوادهی شده یا بتن هوادار نام دارد که یکی از پیشرفت های چشمگیر در فناوری های بتن توسعه بتن هوادهی شده است.

بتن هوادار یا بتن هوادهی شده دارای حباب های میکروسکوپی است که با ایجاد حفره های کوچکی به سبب انبساط آب در شرایطی که آب یخ میزند به کاهش فشار داخل بتن کمک می کند و نه تنها که معیار آن مقاومت در برابر مواردی است که امکان یخ زدن آب در بتن و ترک آن میشود بلکه معیارهای زیادی است این فناوری همه ی آن را به ما هدیه داده است .

با اضافه کردن یک افزودنی سیمان به مخلوط سیمان در فرایند اختلاط حباب های کوچک هوا حاصل میشود که این بتن دارای حباب های ریز هواست که بصورت یکنواخت در بتن پخش شده اند. دقیقا همین هوای موجود که حباب هایی و نه حباب های درشت بلکه حباب های بسیار ریز و زیادی که قابلیت های زیاده را در دستان ما قرار میدهد.

ویژگی های بتن هوادار یا بتن هوادهی شده

از مهمترین ویژگی های بتن هوادار یا بتن هوادهی شده می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

1. 1. این حباب های هوا منجر به کاهش چگالی بتن می شوند و بالا بردن بازده حاصل از مخلوط

1. 1. افزایش قوام بتن

1. 1. کاهش نفوذ پذیری بتن در برابر آب و مایعات

1. 1. افزایش تخلخل بتن

1. 1. کاهش انقباض و ایحاد ترک در سطح بتن

1. 1. بهبود مقاومت بتن در برابر رسوب زدایی

1. 1. افزایش سطح سیالیت بتن

1. 1. کاهش میزان آب انداختگی بتن

1. 1. مقاومت در برابر دوره های تر شدن و خشک شدن افزایش میابد که ممکن است به سبب آن ترک بخورد.

1. 1. بهبود مقاومت بتن در برابر حملات سولفات ها

اهمیت استفاده از بتن هوادهی شده یا بتن هوادار

اهمیت استفاده از بتن هوادهی شده یا بتن هوادار بیشتر در مناطق سردسیر و یا مناطقی که شرایط یخ زدگی را دارند به چشم می آید. بتن هوادهی شده یا بتن هوادار عمر مفید طولانی تر و مقاومت در برابر پوسته شدن را ایجاد می کند.

از جهتی دیگر عدم استفاده از هوا منجر می شود آب جایی برای فرار نداشته باشد و هنگام یخ زدن ترک یا پوسته پوسته ایجاد کند و طول عمر سازه را به شدت کاهش دهد.

این فرایند اول از همه برای جلوگیری از یخ زدگی بتن در هنگام قرار گرفتن در معرض آب و یخ در زمستان مفید است و این بتن خواص به سزایی دارد که اهمیت آن را افزایش می دهد، مواردی من جمله مقاومت اش در برابر حریق، عایق بودن در برابر صوت، گرما و سرما که اهمیت آن را دو چندان کرده و مخاطبان زیادی را جذب خود کرده است.

روش های ترکیب هوا در بتن

روشهای ترکیب هوا در بتن را می توان به سه مورد زیر دسته بندی کرد: 

 

• • استفاده از عوامل پخش کننده سیمان

• • استفاده از مواد تشکیل دهنده گاز مانند پودر آلومینیوم پودر روی و پراکسید هیدروژن

• استفاده از عوامل فعال سطحی مانند ترکیبات آلی سولفونه یا سولفاته یا چربی و روغن های حیوانی 

خواص بتن هوادهی شده یا بتن هوادار

بتن هوادهی شده یا بتن هوادار خواص مهمی دارد که در ادامه به بررسی تک تک این خواص می پردازیم:

• مقاومت بالا:

حباب هوا باعث می شود نسبت آب به سیمان پایین نگه داشته شود و از آنجا که استحکام و نسبت آب به سیمان نسبتی عکس دارند یعنی هرچه آب به سیمان کمتر باشد مقاومت بتن بیشتر است و وجود این حباب ها در بتن ما نسبت آب را به سیمان کاهش داده و استحکام یا همان مقاومتی که ما خواستار آن هستیم را افزایش می دهد.

این به نوبه خود مزیتی است که این بتن را در کنار دیگر بتن ها ارزشمند تر می کند.

• کارایی خوب:

وجود حباب های هوا به عنوان روان کننده باعث کار پذیری و استفاده آسان تر این بتن میشود. این خصوصیت برای کسانی که در عمل بنایی دستی بر قضا دارند اهمیتی بسزایی دارد.

• نفوذ پذیری :

نفوذ پذیری بتن هوادهی شده زیاد است در نتیجه در مواقع آب بند بودن الزامی است از این بتن استفاده شود.

• دوام انجماد و ذوب:

همانطور که در پیش گفته شد این فضای خالی پر شده از هوا در مواقعی آب داخل بتن ریخته شود و یخ بزند منجر میشود از افزایش حجم آب به یخ با فضای خالی خود استفاده کند و از ترک جلوگیری کند.

• عایق رطوبت :

با وجود این حباب های بسیار ریزی که در این بتن ایجاد شده است اما به دلیل ترکیبیات اش و اینکه این دانه ها بسیار ریز هستند و به یکدیگر راهی ندارند نه تنها رطوبت را از خود عبور نداده، بلکه در مقابل رطوبت مانع است یا بهتر است بگوییم عایق رطوبت است و این مزیت به خودی خود با توجه به موقعیت جغرافیایی که این بتن قرار است در آن به کار برده شود اهمیت آن را کاهش یا فزایش میدهد.

• عایق گرما و سرما :

از آنجا که این نوع بتن محفظه ای است که حباب های بسیار ریزی در آن شکل گرفته درواقع محفظه ای هوابندی شده که کاملا بسته است این قابلیت آن موجب شده است که در مقابل گرما عایق باشد.

در واقع این بتن مقداری از گرما را نیز در خود نگه می دارد و مانع عبور آن میشود. این قابلیت هم در فصل گرما حائز اهمیت است که مانع عبور گرما از بیرون به داخل شود همچنین در فصل سرما مانع عبور گرما از داخل خانه به بیرون می شود.این امر بدان سبب مورد اهمیت است که در کنار اینکه هزینه های مصرف انرژی (گاز و برق) را به طور چشمگیری کاهش داده، به کشور خود در ذخیری هرچه بیشتر انرژی تجدید ناپذیر کمک می کند.

• عایق صوت :

جذابیت این بتن زمانی است که نه تنها این حباب های هوا صوت را جابه جا نمیکند بلکه کمک میکند تا صوت گذر پی در پی از این محفظه هوا عایقبندی صوتی ویژه ای را فراهم کند و بتوان از آن در کنار دیگر خواص با اطمینان خاطر استفاده کنیم. بخصوص این خاصیت برای افرادی که آرامش و عدم ورود صدای بیرون به داخل برای آنها اهمیت دارد را پر رنگ تر کرده و رضایت استفاده از این محصول را به ارمغان می آورد.

• مقاومت بالا در مقابل حریق :

این نوع بتن به دلیل اینکه قابل اشتعال نیست میتولند مانع خوبی برای جلوگیری از آتش سوزی باشد. این خاصیت برای افرادی که از آمار سالیانه خسارت های مالی و جانی ناشی از آتش سوزی اطلاع دارند معیاری مهم جلوه میدهد.

• کاهش بار مرده در ساختمان :

به سبب وزن کم آن در کاهش بار ساختمان سهم زیادی دارد که این امر این بتن را در انتخاب و خرید بتن در ساختمان ها ارزش بخصوصی داده است. اهمیت آن از آن جهت است که رفتار اش در زمان وقوع زلزله به دلیل سبک بودن آن خطرات جانی و مالی به مراتب کمتری نسبت به استفاده از دیگر مصالح دارد.

• مقاوم در مقابل نفوذ آب :

مخلوط این بتن موجب مقاومت بالا نسبت به نفوذ آب شده چون مکش مویینگی این نوع ریز بافت صفر است و به بتن توانایی کمترین میزان جذب آب را داده است و آن را در مقابل نفوذ آب مقاوم کرده است.

• راحتی در بریدن و میخ کوبی :

وجود حباب های ریزی که در این بتن ایجاد شده است این امکان را به ما می دهد زمانی که میخواهیم چیزی در آن فرو کنیم,میخی بکوبیم یا حتی آن را ببریم این مقدار هوای در بتن در کنار مقاومت قدرت ما این عمل را تسهیل ببخشد.

مزایا استفاده از بتن هوادهی شده یا بتن هوادار

از مهمترین مزایای استفاده از بتن هوادهی شده یا بتن هوادار  می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش هزینه های مصرف انرژی به دلیل عایق بودن آن :  همانطور که توضیح دادیم قابلیت عایق بودن این بتن این توانایی را به ما میدهد که در زمستان ها کمتر از وسایل گرمایشی(چه برقی و چه سوخت فسیلی) استفاده کنیم و همانطور در تابستان ها کمتر از وسایل سرمایشی استفاده کنیم این مورد مخصوصا برای ساخت های بزرگ یا شهرهایی که بیشتر در معرض گرما یا سرما هستند را مهم تر کرده.
• سبک سازی ساختمان : همانطور که گفته شد وزن ساختمان یکی از مواردی است که خود در ارزیابی هایی نمیتوان از آن چشم پوشی کرد و حتما بایستی آن را به طور دقیق یررسی کرد زیرا در مقابل آن خسارت های زیادی اعم از مالی و جانی برای افراد ممکن است گذاشته شود.
• افزایش چشمگیر عمر مفید ساختمان 
• صرفه جویی در هزینه های مربوط به میل گرد(حدود 30%) : امروزه که مسائل مالی بیش از پیش اهمیت پیدا کرده است خوب است بیان شود که در ساخت و ساز بخصوص در پروژه های کلان این صرفه جویی هزینه چه مقدار میتواند با ارزش باشد و دست افراد را مواردی دیگر بازتر بگذارد با در نظر گرفتن اینکه این صرفه جویی در هزینه و کاهش استفاده از میل گرد منجر به کاهش کیفیت این محصول نشده بلکه همانطور که بیان شد مقاومتی را نیز با خود به همراه دارد.
• صرفه جویی در حمل مصالح(وزن ماسه و میل گرد) : یکی دیگر از مواردی که در صرفه جویی هرچه بیشتر هزینه با استفاده از این بتن به کمک ما می آید حمل مصالح آن است.با صرفه جویی در استفاده از میل گرد و همچنین کاهش ماسه این قابلیت را به ما می دهد که بتوانیم هزینه حمل را کاهش دهیم.
• عدم نیاز به خرید مصالح نماکاری : این بتن خود از زیبایی ویژه ای برخوردار است که ما را از هزینه های اضافه تری چون مصالح نماکاری باز می دارد. 
• حذف دستمزد اجرای نماکاری
• سرعت در اجرا به دلیل سبک بودن بتن : سبک بودن این بتن یاری گر ماست در سرعت عملکرد اجرایی کار که این خود ویژگی غیر قابل انکاری است.

بتن هوادار در مقایسه با بتن معمولی آب بندتر است و به همین جهت در سازه های آبی، در ساخت مخازن و کانال ها اکثرا توصیه می شود از بتن هوادار استفاده شود.

2- افزایش مقاومت در مقابل یخبندان

منظور از مقاومت در مقابل یخبندان، مقاومت بتن سخت شده است. یعنی اگر بتن سخت شده هوادار باشد، چنانچه آب به آن نفوذ کند و یخ بزند پایداری بهتری نسبت به بتنی که بدون هوا است از خود نشان می دهد. بدیهی است که هوادار بودن بتن تاثیری روی یخ زدن بتن تازه ندارد.

 

پیشنهاد می کنیم مطلب ژل میکروسیلیس JS 480 را نیز حتما بخوانید!

 

در حقیقت عملکرد حباب های هوا به این نحو است که ضمن آن که نفوذآب بتن را محدودتر می کنند، اگر چنانچه آب به مقدار کمی هم نفوذ کرد و یخ زد، این حفره های کوچک هوا افزایش حجم ناشی از یخ زدن را جبران کرده و مانع خرابی بتن می شوند.

3 – کاهش امکان تورق بتن

تورق یا لایه لایه شدن بتن اکثرا در اثر عملکرد مواد شیمیایی یخ زدا در بتن ایجاد می شود. گاهی در زمستان و در مواقع یخبندان جهت آب شدن یخ و برف، روی سطح جاده ها نمک می ریزند. خاصیت نمک این است که می تواند یخ ها را سریع آب کرده و سازه را سریعا مورد استفاده قرار دهد.

تجربه نشان داده بتنی که هوادار باشد مقاومتش در مقابل تورق و لایه لایه شدن به مراتب بیشتر خواهد بود.

4 – کاهش میزان جذب آب

بتن جسمی است که آب را به خود جذب می کند و در خود نگه می دارد. جذب آب از عوامل نامطلوب بوده و برای بتن مضر است، چون احتمال یخ زدگی و فرسایش را افزایش می دهد.  که بتنی که هوادار باشد درصد جذب آبش به مراتب کمتر از بتن بدون هوا می باشد.

5 – افزایش مقاومت در مقابل حمله سولفات ها

پدیده حمله سولفات ها در بتن واکنشی است که با افزایش حجم بتن همراه است. وجود حباب های هوا افزایش حجم

مورد اشاره را جبران نموده و به این ترتیب از فشار وارد بر بتن می کاهد.

6 – کاهش امکان جدا شدن دانه ها

حباب های ریز هوا چسبندگی بهتری بین دانه ها ایجاد می کنند و این مسئله موجب می شود که جدا شدن دانه ها کمتر اتفاق بیافتد .

7 – افزایش مقاومت در مقابل شرایط بد جوی

منظور از شرایط بد جوی، تر و خشک شدن های یا سرد و گرم شدن متوالی است. بتن در تر و خشک شدن های متوالی رفته رفته فرسوده و خرد می شود. دلیل عمده آن تفاوت ضریب انبساط حرارتی دانه های سنگی در حالت تر و خشک است. بتنی که مرتبا تر و خشک می شود، ضریب انبساط حرارتی آن مرتبا تغییر می کند. یعنی به طور مداوم کاهش حجم و افزایش حجم در بتن ایجاد می شود، که این مسئله بتن را خسته کرده و باعث انهدام زودتر بتن می شود.

تجربه نشان دادهاست که بتن هوادار نسبت به بتن بدون هوا، در مقابل شرایط بد جوی، مقاومت بهتری از خود نشان می دهد.

8 – کاهش امکان آب انداختن بتن

9 – کاهش میزان افت و خزش

10 – افزایش میزان روانی بتن (افزایش کارایی)

در مقابل محاسن فوق برای بتن هوادار، باید به کاهش مختصر مقاومت آن در مقایسه با بتن بدون هوا توجه کرد. معمولا مقاومت بیش از 400 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را از بتن هوادار نمی توان انتظار داشت.

و در آخر لازم است گفته شود می توان مقدار هوای موجود در یک مخلوط را به گونه ای تنظیم کرد که با مشخصات بتن مورد نیاز همخوانی داشته باشد. افزودن حباب های ریز به مخلوط بتن یک فرایند بسیار مفید است.