بتن اتوکلاو یا بتن هوادار اتوکلاو شده، یکی از انواع بتن‌های سبک است که به صورت بلوک پیش ساخته مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، به معرفی مواد تشکیل‌دهنده، کاربرد، مراحل ساخت، مشخصات، مزایا، معایب و استانداردهای آزمایش بتن اتوکلاو می‌پردازیم.

فهرست مطالب این نوشته پنهان کردن

اتوکلاو چیست؟

«اتوکلاو» (Autoclave)، دستگاهی با کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی است که به منظور اعمال فشار و دمای بالا به تجهیزات یا مواد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه اغلب در صنایع پزشکی (استریل کردن تجهیزات)، صنایع شیمیایی (عمل آوری پوشش‌دهی و ولکانش لاستیک)، سنتز هیدروترمال و ساخت مواد کامپوزیت به کار گرفته می‌شود. علاوه بر این موارد، اتوکلاو، یکی از تجهیزات اصلی در تولید نوع خاصی از بتن‌های سبک است.

اتوکلاو بتن برای ساخت بتن اتوکلاو شده
مجموعه‌ای از چندین اتوکلاو در کارخانه ساخت بتن هوادار اتوکلاو شده

اتوکلاو با اعمال دما و فشار مشخص در حین فرآیند عمل آمدن، سرعت این فرآیند را افزایش می‌دهد. به علاوه، استفاده از این دستگاه، ساختار بتن را منظم‌تر می‌کند.

بتن اتوکلاو شده چیست؟

«بتن هوادار اتوکلاو شده» (Autoclaved Aerated Concrete) یا بتن AAC، یکی از انواع بتن‌های سبک است که به صورت پیش‌ساخته تهیه می‌شود. بتن اتوکلاو اغلب به شکل بلوک ساختمانی برای ساخت عضوهای باربر و غیر باربر نظیر دیوار و پارتیشن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع بتن به همراه فوم بتن، از پرکاربردترین انواع بتن اسفنجی هستند. در انتهای این مقاله، این دو بتن را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم.

بتن هوادار اتوکلاو شده
المان‌های این ساختمان مسکونی چند طبقه از بلوک‌های AAC ساخته شده است.

بتن اتوکلاو با عنوان‌های متعددی شناخته می‌شود که از رایج‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بتن اسفنجی اتوکلاو شده
  • بتن سبک اتوکلاو شده
  • بتن گازی
  • بتن سبک
  • بتن هوادار
  • بتن اتوکلاوی
  • بتن اسفنجی اتوکلاوی
  • بتن متخلخل
  • بتن هبلکس

تاریخچه بتن هوادار اتوکلاو شده

در سال 1923 میلادی (1302 شمسی)، یک معمار سوئدی به نام «اکسل اریکسن» (Axel Ericksson)، حق اختراع نوع جدیدی از بتن‌های سیمانی با عنوان «بتن گازی» (Gas Concrete) را به ثبت رساند. در سال 1929 میلادی (1308 شمسی)، تولید صنعتی این نوع بتن با عنوان بتن هوادار اتوکلاو شده یا بتن AAC شروع شد. بخش عمده پیشرفت و توسعه این نوع بتن توسط شرکت‌های اروپایی صورت گرفته است.

  • سال ۱۹۲۹ میلادی (1308 شمسی): ثبت برند «ایتونگ» (Ytong) توسط شرکت «Yxhults»، اولین نام تجاری و بزرگ‌ترین تولیدکننده بتن اتوکلاو
  • سال 1939 میلادی (1318 شمسی): ثبت برند «سیپورکس» (Siporex) توسط شرکت «Yxhults»، یکی دیگر از نام‌های تجاری بزرگ در زمینه ساخت بتن AAC
  • سال 1943 میلادی (1322 شمسی): تاسیس شرکت «هبل» (Hebel) در آلمان، دومین تولیدکننده بزرگ بتن اسفنجی در دنیا

ایتونگ از «شیل آلوم» (Alum Shale) به عنوان عامل کف‌زا در محصولات خود استفاده می‌کرد. مطالعه بر روی ذخایر شیل آلوم نشان داد که مقدار کمی اورانیوم طبیعی در این مواد وجود دارد. این مسئله باعث آزاد شدن گاز رادیواکتیو رادون در ساختمان‌های ساخته شده با بلوک‌های ایتونگ می‌شد.

  • سال 1972 میلادی (1351 شمسی): اعلام ایمن نبودن محصولات ساختمانی آزادکننده گاز رادون توسط مسئولین سوئدی
  • سال 1975 میلادی (1354 شمسی): حذف شیل آلوم از محصولات ایتونگ و معرفی فرمول جدید ساخت بتن اتوکلاو به همراه پودر آلومینیوم

فرمول جدید ارائه شده توسط ایتونگ (بتن هوادار اتوکلاو شده سفید)، به عنوان جدیدترین فرمول ساخت بتن AAC شناخته می‌شود. از آن زمان تا کنون، شرکت‌های زیادی در سراسر دنیا (بخصوص اروپا و آسیا) اقدام به تولید بتن اتوکلاو کرده‌اند. در سال‌های اخیر، با وجود کاهش قابل توجه تولید بتن AAC در اروپا، این محصول در کشورهای آسیایی با استقبال و گسترش زیادی همراه بوده است. بتن هوادار اتوکلاو شده در ایران با عنوان بلوک هبلکس شناخته می‌شود.

مواد تشکیل دهنده بتن اتوکلا چه هستند؟

بتن اتوکلاو شده معمولا از موادی نظیر ماسه سیلیسی ریز، آهک زنده، سیمان، آندریت یا ژیپس، خمیر یا پودر آلومینیوم و آب ساخته می‌شود. این مواد در نقش سنگدانه، پیوند دهنده و عامل کف‌زا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

  • سنگدانه: مصالح با پایه سیلیسی یا خاکستر بادی
  • پیوند دهنده: سیمان، آندریت یا ژیپس و آب
  • عامل کف زا: خمیر/پودر آلومینیوم

کاربرد بتن اتوکلا چیست؟

بتن اتوکلا دارای کاربردهای سازه‌ای و غیر سازه‌ای فراوانی است. این نوع بتن معمولا به شکل بلوک‌های ساختمانی و پنل برای اجرای المان‌هایی نظیر دیوار، سقف/کف، نعل درگاه و تیر در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساختمانی با المان و نمای AAC

از مهم‌ترین کاربردهای بتن هوادار اتوکلاو شده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • دیوار باربر و غیر باربر داخلی با خصوصیات حفاظت در برابر آتش، عایق حرارتی، عایق صوتی
  • دیوار باربر خارجی
  • پارتیشن و دیوار سه بعدی
  • عایق میانی دیوار دو جداره
  • نما و روکاری ساختمان‌های مسکونی و تجاری
  • دودکش و هواکش

پانل مسلح AAC یا بلوک هبل چیست؟

پانل مسلح بتن هوادار اتوکلاوشده یا PAAC، بلوک‌های سبک بتنی هستند که توسط مش‌های فولادی تقویت شده‌اند. این نوع از بلوک‌های AAC از مقاومت بیشتری نسبت به بلوک‌های معمولی بهره می‌برد و اغلب به منظور ساخت عضوهای سازه‌ای باربر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این بلوک‌ها برای اولین بار در سال 1945 میلادی (1324 شمسی) توسط یک مهندس آلمانی به نام «جوزف هبل» (Josef Hebel) ساخته و نامگذاری شدند.

پانل مسلح AAC

امروزه بلوک هبل در ساخت دیوار (داخلی، خارجی، تاسیسات، راهرو، پارتیشن)، کف، بالکن، شفت، راه‌پله، نما، حصار، عایق صدا، جاذب صدا در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و ادارای به کار گرفته می‌شود.

در رابطه با تکنولوژی بتن و اختلاط آن، فیلم آموزشی مفصلی در مجموعه فرادرس تهیه شده است که می‌تواند در فراگیری این مبحث به شما کمک کند. لینک این فیلم در ادامه آورده شده است.

اتصال بتن اتوکلاو چگونه انجام می‌شود؟

اتصال بتن هوادار اتوکلاو شده معمولا توسط ملات با ضخامت کم یا ملات سبک انجام می‌گیرد. موارد مصرف این مواد عبارت هستند از:

  • ریختن ملات بین درزهای قطعات بلوک به صورت منظم و مسطح
  • استفاده از سیستم کام و زبانه برای اتصال بلوک‌های دارای کام و زبانه
  • پر کردن درزهای عمودی تعبیه شده بین بلوک‌ها (عمقی معادل یک چهارم تا نصف عرض بلوک)
نمونه‌ای از بلوک‌های AAC با محل تعبیه شده برای اتصال کام زبانه
نمونه‌ای از بلوک‌های AAC با محل تعبیه شده برای اتصال کام و زبانه

بتن اتوکلاو چگونه ساخته می‌شود؟

بتن هوادار اتوکلاو شده طی مراحل آماده‌سازی مواد اولیه، آسیاب مرطوب، مخلوط کردن مواد، جانمایی میلگرد در قالب، بتن‌ریزی در قالب، تخمیر (پختن)، قالب برداری، برش، عمل آوری و بسته بندی تولید می‌شود. ساخت بتن AAC توسط دستگاه‌های صنعتی صورت می‌گیرد. برخی از سیستم‌های تولید این نوع بتن به صورت کاملا اتوماتیک هستند. در ادامه، مراحل ساخت بتن اتوکلاو در یک کارخانه پیشرفته را توضیح می‌دهیم.

آماده سازی مواد اولیه

در مرحله اول تولید بتن اتوکلاو شده، مواد خام (آهک زنده، سیمان، آندریت/ژیپس) در سیلوها ذخیره و به درون میکسر انتقال داده می‌شوند. البته پیش از این مرحله، کیفیت مواد توسط آزمایش‌های مخصوص مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

انتقال مواد اولیه توسط نوار نقاله
انتقال مواد اولیه توسط نوار نقاله

آسیاب مرطوب

در مرحله آسیاب مرطوب، مقدار مشخصی آب به همراه مقدار دقیقی ماسه سیلیسی به درون آسیاب گلوله‌ای انتقال داده می‌شوند. با ترکیب این دو ماده، گل ماسه‌ای با چگالی و دانه‌بندی مورد نظر به وجود می‌آید. ظرفیت آسیاب مورد استفاده به میزان تولید کل و مشخصات محصول بستگی خواهد داشت. در انتهای این فرآیند،‌گل ماسه‌ای به طور موقت درون یک مخزن بزرگ ذخیره می‌شود. مواد اولیه دیگر نیز در مخازن مربوط به خود قرار می‌گیرند.

آسیاب گلوله ای
آسیاب گلوله‌ای مورد استفاده برای ساخت گِل ماسه‌ای

مخلوط کردن مواد

پیش از مرحله اختلاط، مواد اولیه در مخازن جداگانه ذخیره و وزن می‌شوند. سپس، انتقال آن‌ها به مخزن اختلاط با ترتیب مشخص انجام می‌گیرد. مواد برای یک مدت معین با هم مخلوط می‌شوند تا یک ترکیب همگن به وجود بیاید.

محل اختلاط مواد اولیه بتن اتوکلاو شده
محل اختلاط مواد اولیه

جانمایی میلگرد در قالب

در صورتی که بتن اتوکلاو از نوع مسلح باشد، مش‌های فولادی پیش از بتن‌ریزی درون قالب جانمایی می‌شوند. مقاومت مش‌های مورد استفاده به کاربری پنل AAC بستگی دارد.

بتن‌ریزی قالب و شروع فرآیند تخمیر

در این مرحله، مخلوط بتن به درون قالب روغنکاری شده ریخته می‌شود. عدم خروج آب از درون قالب و محکم بسته شدن آن بر روی کیفیت بتن AAC تاثیرگذار است. در قدم بعدی، قالب به مدت 2.5 تا 4 ساعت درون محفظه‌ای با دمای بالا قرار داده می‌شود. در طی این مرحله، واکنش‌های شیمیایی زیر درون بتن رخ می‌دهند:

  • انبساط حجم بتن
  • تشکیل حباب‌های هوا به دلیل وجود آلومینوم
  • سخت شدن ترکیب و آمادگی برای عمل آوری

قالب پر شده توسط بتن اتوکلاو شده

قالب برداری

با سخت شدن اولیه بتن، قالب به آرامی از روی آن برداشته می‌شود. پیش از بازگرداندن قالب به بخش اختلاط، سطح آن باید برای ریختن مخلوط‌های بعدی روغنکاری شود. در این مرحله، بتن در حالت جامد قرار دارد اما سطح آن هنوز نرم و قابل تغییر است.

برداشتن قالب از روی بلوک بتن اتوکلاو شده

برش بلوک سبک

پس از قالب‌برداری، فرآیند برش زدن آن برای تشکیل بلوک و یا پنل AAC آغاز می‌شود. برخی از رایج‌ترین حالت‌های برش زنی بتن اتوکلاو عبارت هستند از:

  • پیش برش (پخ زدن گوشه‌ها)
  • برش عمودی
  • برش افقی
  • برش مایل
بلوک برش خورده AAC
پیش برش برای ایجاد بلوک در ابعاد مورد نظر

عمل آوری بتن اتوکلاو

در این مرحله، بلوک‌های برش خورده بر روی یکدیگر قرار می‌گیرند و به درون محفظه اتوکلاو منتقل می‌شوند. فرآیند اتوکلاو بین 10 تا 12 ساعت طول می‌کشد. در طی این فرآیند، بلوک‌ها تحت فشار و دمای بالا قرار می‌گیرند تا به مشخصات مورد نظر برسند.

انتقال بلوک های برش خورده AAC به دستگاه اتوکلاو
انتقال بلوک‌های برش خورده AAC به دستگاه اتوکلاو

در فشار 8 تا 12 بار و دمای 190 درجه سانتی‌گراد، ماسه سیلیسی با آهک واکنش می‌دهد و کلسیم سیلیکات هیدرات را به وجود می‌آورد. این فرآیند، منشا مقاومت فشاری و ویژگی‌های منحصر به فرد بتن AAC است.

بسته بندی و انبار

پس از اتمام فرآیند اتوکلاو، بلوک‌های AAC بسته‌بندی و به انبار یا محل پروژه منتقل می‌شوند.

انتقال بلوک هبلکس به انبار

مشخصات بتن اتوکلاو چه هستند؟

ابعاد، چگالی و مقاومت فشاری بتن هوادار اتوکلاو شده از مهم‌ترین مشخصاتی هستند که در طراحی‌ها سازه‌های AAC مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه، مشخصات بلوک بتنی اتوکلا شده را بر اساس استاندارد 14707 ایران (قطعات بتنی سبک هبلکس – ویژگی‌ها) معرفی می‌کنیم.

ابعاد بتن اتوکلاو

بلوک هبلکس در ابعاد و شکل‌های مختلف ساخته می‌شود. ابعاد یک بلوک منظم، مطابق با تصویر زیر تعریف می‌شود.

ابعاد بلوک هبلکس

  1. عرض
  2. طول
  3. کف
  4. روکار (نما)
  5. کله

بر اساس استاندارد 14707، حداکثر ابعاد این بلوک هبلکس باید مطابق با جدول زیر باشد.

بعد مقدار (میلی‌متر)
طول 1500
عرض 500
ارتفاع 1000

محصولات AAC معمولا با دقت بسیار بالایی ساخته می‌شوند. با این حال، امکان خطا در حین ساخت وجود دارد. در صورت منظم بودن شکل بلوک هبلکس، مقدار خطای مجاز برای ابعاد آن مطابق با جدول زیر است.

بعد خطای مجاز (میلی‌متر)
اتصال بلوک با ملات سبک اتصال بلوک با ملات نازک
طول ۵- تا ۳+ ۳- تا ۳+
ارتفاع ۵- تا ۳+ ۱.۵- تا ۱.۵+
عرض ۳- تا ۳+ ۲- تا ۲+

نکته: توجه داشته باشید که ابعاد سفارش داده شده به عنوان اندازه اسمی و ابعاد فضای اختصاصی برای اجرای عضو سازه به عنوان اندازه مدولار در نظر گرفته می‌شود. جداول این بخش مربوط به اندازه اسمی بلوک هستند.

وزن مخصوص بتن هوادار اتوکلاو شده

وزن مخصوص بتن اتوکلاو، به عنوان یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد آن شناخته می‌شود. وزن مخصوص خشک بلوک هبلکس با توجه به نوع کاربری آن می‌تواند بین 350 تا 850 کیلوگرم بر متر مکعب باشد.

بلوک بتنی شناور در آب

مقاومت فشاری بتن هوادار اتوکلاو شده

بتن AAC بر اساس مقاومت فشاری به سه کلاس با مقاومت پایین، متوسط و بالا تقسیم‌بندی می‌شود. مقاومت فشاری بلوک هبلکس با چگالی آن رابطه مستقیم دارد. جدول زیر، رابطه این دو پارامتر در کلاس‌های مختلف را نمایش می‌دهد.

کلاس بتن AAC وزن مخصوص خشک (کیلوگرم بر متر مکعب) بازه مقاومت فشاری (مگاپاسکال)
مقاومت پایین (AAC 2 400 2 تا 2.5
500
مقاومت متوسط (AAC 4) 500 4 تا 5
600
700
800
مقاومت بالا (AAC 6) 600 6 تا 7.5
700
800

مدول الاستیسیته بتن هوادار اتوکلاو شده

مدول الاستیسیته بتن اتوکلاو، تابعی از مقاومت فشاری آن است. جدول زیر، روابط موجود برای محاسبه این مدول را نمایش می‌دهد.

رابطه مدول الاستیسیته بتن AAC پارامترها
$$
6000(\alpha)^{1.5} S
$$
  • α: وزن مخصوص خشک
  • S: مقاومت فشاری نمونه مکعبی
$$
1550 S^{0.7}
$$
  • S: مقاومت فشاری نمونه مکعبی
$$
3000 S_{\mathrm{p}}
$$
  • Sp: مقاومت فشاری نمونه منشوری
$$
k \gamma_{\text {dry }}\left(f_{\mathrm{c}}\right)^{0.5}
$$
  • γdry: وزن مخصوص خشک
  • fc: مقاومت فشاری
  • k: ثابتی بین 1.5 تا 2
$$
c_{1}\left(\rho-c_{2}\right)
$$
  • c1 و c2: ثابت‌های عددی
  • ρ: وزن مخصوص خشک

مقاومت کششی و خمشی بتن هوادار اتوکلاو شده

بر اساس مطالعات صورت گرفته، مقاومت کششی بتن اتوکلاو حدود 10 تا 35 درصد مقاومت فشاری آن است. این نسبت برای مقاومت خمشی به 22 تا 27 درصد می‌رسد. در بتن AAC با چگالی پایین، نسبت مقاومت خمشی به مقاومت فشاری به صفر می‌رسد. در مجموع، با استفاده از رابطه زیر می‌توان مقدار تخمینی مدول گسیختگی بتن AAC را به دست آورد:

$$
0.27+0.21 f_{\mathrm{ct}}
$$

  • fct: مقاوت فشاری بر حسب مگاپاسکال

جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن هوادار اتوکلاو شده

جمع شدگی ناشی از خشک شدن بر اثر از دست رفتن آب جذب شده رخ می‌دهد. این ویژگی به میزان تخلخل و سطح ویژه حفره‌ها بستگی دارد. حداکثر میزان جمع شدگی حاصل از خشک شدن بتن AAC نیز برابر 0.02 درصد است.

مویینگی و جذب آب بتن هوادار اتوکلاو شده

در بتن اتوکلاو، یک ارتباط قوی بین آب، بخار آب و سیستم تخلخل وجود دارد. در حالت خشک، حفره‌های بتن خالی هستند و سیستم پخش بخار آب بر مکانیزم‌های دیگر غلبه می‌کند. در صورتی که بتن با آب در ارتباط باشد، مکش موئینه مکانیزم غالب خواهد بود.

دوام بتن هوادار اتوکلاو شده

به دلیل وجود نسبت زیادی از کانی‌های کلسیم سیلیکات هیدراته درون ترکیب بتن AAC، دوام این ماده بالا است. اگرچه، تخلخل بالای بتن اتوکلاو، احتمال نفوذ مایعات و گازها را افزایش می‌دهد. این مسئله می‌تواند باعث تخریب ساختار بتن شود. در درجه اشباع بالا، بتن شکننده و احتمال ترک خوردگی بیشتر می‌شود.

هدایت حرارتی بتن هوادار اتوکلاو شده

هدایت حرارتی، خاصیتی است که به چگالی، رطوبت و مواد اولیه بستگی دارد. با این وجود، این ویژگی اصولا تابعی از چگالی بتن است و نحوه عمل آوری (مرطوب یا اتوکلاو) بر روی آن تاثیر نمی‌گذارد. علاوه بر این، هر چه حفره‌های درون بتن ریزتر باشند، عایق حرارتی بهتر خواهد بود. افزایش ۱ درصدی رطوبت نیز هدایت حرارتی را حدو ۴۰ درصد افزایش می‌دهد. به طور کلی، هدایت حرارتی بتن AAC بین 0.1 تا 0.7 وات بر متر کلوین است.

مقاومت در برابر آتش بتن هوادار اتوکلاو شده

در عمل، مقاومت در برابر آتش بتن اتوکلاو چیزی کمتر از بتن معمولی ندارد. ساختار همگن و هدایت حرارتی پایین بتن AAC، آن را به یک ماده مقاوم در برابر آتش تبدیل می‌کند.

مقاومت بلوک بتنی در برابر آتش

اجرای سازه با بتن اتوکلاو چگونه انجام می‌شود؟

پنل/بلوک هبلکس شباهت زیادی به مصالح بنایی قدیمی دارد. به همین دلیل، این نوع بلوک به راحتی قابل نصب و اجرا است. بلوک‌های کوچک توسط دست قابل جابجایی هستند. با این وجود، برای جابجایی و جانمایی بلوک‌های بزرگ، از جرثقیل یا ماشین ‌آلات دیگر استفاده می‌شود. در ادامه، نحوه اجرا، اتصال و پرداخت بلوک یا پنل AAC را توضیح می‌دهیم.

اجرای بلوک AAC

اجرای بلوک AAC مطابق با مراحل کلی زیر صورت می‌گیرد:

  • ردیف اول بلوک‌ها بر روی زمین چیده و تراز می‌شود. بلوک‌های ردیف‌های بعدی با یک لایه ملات نازک در کنار هم قرار می‌گیرند. حداقل فاصله بین لبه‌های دو بلوک مجاور بالایی و پایینی باید 15 سانتی‌متر باشد.
  •  دیوارها شاقول، تراز و یک چکش پلاستیکی صاف می‌شوند.
  • محل بازکننده‌ها (پنجره) و گوشه‌ها توسط اره برش داده می‌شود.
  • محل آرماتوربندی و جانمایی میلگردها مشخص می‌شود و ریختن ملات انجام می‌گیرد.
  • با قرار دادن تیر کلاف بر روی دیوار، امکان اجرای اتصالات محکم فراهم می‌شود.

اجرای بلوک هبلکس

اجرای پنل AAC

اجرای پنل AAC مطابق با مراحل زیر صورت می‌گیرد:

  • جانمایی پنل‌ها به صورت تکی و ابتدا از گوشه‌ها انجام می‌شود. پنل‌ها درون یک لایه ملات نازک قرار می‌گیرند. پیش از قرار دادن پنل بعدی، آرماتورهای طولی به میلگرد انتظار بیرون زده از کف متصل می‌شوند.
  • یک تیر کلاف پیوسته توسط چوب و بتن AAC یا یک بلوک تیر کلاف بر روی بالای دیوار ساخته می‌شود.
  • برش بازکننده‌ها پس اجرای دیوار صورت می‌گیرد. البته در برخی از موارد، بازکننده‌ها پیش از اجرا بر روی پنل ایجاد می‌شوند.

اتصالات بتن AAC

قاب سقف به صفحه بالایی یا به تسمه اتصال موجود بر روی تیر کلاف وصل می‌شود. اتصال قاب کف نیز توسط بست‌های متصل به کناره بلوک/پنل AAC و تیر کلاف صورت می‌گیرد. در صورت استفاده از عضوهای فولادی بزرگ می‌توان آن‌ها را بر روی صفحه‌های جوش خورده یا پیچ شده به تیر کلاف سوار کرد.

اتصالات بتن اتوکلاو

پرداخت بتن AAC

گزینه‌های پرداخت بتن AAC عبارت هستند از:

  • پرداخت پنل/بلوک AAC با استفاده از گچ‌های پلیمری مخصوص برای جلوگیری از نفوذ آب به درون سازه
  •  اتصال پوشش‌های چند لایه به صورت مکانیکی
  • اتصال مستقیم آجر لعابی سبک
پرداخت بلوک AAC
پرداخت بلوک AAC توسط گچ

مزایای بتن اتوکلاو چه هستند؟

بتن هوادار اتوکلاو شده به دلیل مزایای فراوان از محبوبیت زیادی بین سازندگان برخوردار است. از مهم‌ترین مزایای این بتن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • سازگاری با محیط زیست: استفاده از پسماندهای صنعتی نظیر خاکستر بادی، عدم استفاده مواد سمی، عدم تولید گازهای آلاینده و کاهش مصرف انرژی، باعث کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی بتن AAC نسبت به بتن‌های معمولی شده است.
  • سبکی: وزن بتن AAC حدود 25 تا 30 درصد وزن آجر و 70 درصد وزن بتن معمولی است. این ویژگی باعث کاهش باره مرده ساختمان و امکان ساخت سازه‌هایی با ارتفاع بیشتر می‌شود.
  • اجرای سریع: ساخت سازه با استفاده از بتن AAC، سرعت اجرای عملیات‌ها را به اندازه ۲۰ درصد کاهش می‌دهد. ابعاد مختلف بلوک‌های AAC، باعث کاهش نیاز به استفاده از اتصالات و وزن سبک آن‌ها، باعث افزایش سرعت جابجایی، جانمایی و ساخت می‌شود.
  • عایق حرارتی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی: وجود حفره‌های ریز هوا در ساختار بتن AAC، آن را به یک عایق حرارتی خوب تبدیل کرده است. این ویژگی، هزینه گرمایش و تهویه سازه را کاهش می‌دهد.
  • کارایی خوب و انعطاف‌پذیری در طراحی: بتن AAC به راحتی قابل برش، حفاری، میخکوبی و شیارزنی است. به علاوه این نوع بتن، در ابعاد و شکل‌های بسیار متنوع ارائه می‌شود.
  • مقاومت در برابر آتش: بتن AAC می‌تواند حرارت مستقیم آتش با دمای ۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد را تا ۸ ساعت تحمل کند.
  • عایق صوتی: به دلیل ماهیت متخلخل بتن AAC، قابلیت جذب صدای آن بسیار عالی است. این نوع بتن می‌تواند صدا را به اندازه ۴۲ دسیبل کاهش دهد. این ویژگی، بتن AAC را به گزینه‌ای مناسب برای ساخت مدرسه، بیمارستان، هتل، ساختمان اداری و آپارتمان تبدیل می‌کند.
  • مقاومت در برابر ارتعاش: با کاهش وزن سازه، تاثیر بارهای لرزه‌ای نیز کاهش می‌یابد.
  • کاهش مصرف آب: در بتن AAC، برخلاف بتن معمولی، نیازی به استفاده از آب برای عمل آوری نیست.

معایب بتن اتوکلاو چه هستند؟

بتن هوادار اتوکلاو شده برای هر سازه‌ای مناسب نیست. مهم‌ترین معایب این بتن عبارت هستند از:

  • شکنندگی: المان‌های AAC دارای ماهیتی شکننده هستند. به همین دلیل، اجرای آن‌ها باید با احتیاط کامل انجام شود.
  • نیاز به اتصالات مخصوص: به دلیل ماهیت شکننده بتن AAC، باید از پیچ و میخ با قطر کمتر برای اتصال المان‌ها به آن استفاده کرد.
  • ضخامت بیشتر: مطابق با استاندارهای بین‌المللی، دیوارهای AAC باید با ضخامت بیشتر از دیوارهای آجری یا بتنی ساخته شوند. همین موضوع، بسیاری از سازندگان به سمت استفاده از روش‌های قدیمی و نصب پوشش‌های عایق سوق داده است.
  • هزینه ساخت بالا: با وجود کاهش هزینه‌های عملیاتی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، هزینه بلوک‌های AAC از بتن معمولی بیشتر است. این مسئله، هزینه جابجایی مصالح برای پروژه‌های کوچک و یا دورافتاده را افزایش می‌دهد.
  • حساس به شرایط آب و هوایی: اجرای المان‌های AAC در هوای بارانی می‌تواند باعث ایجاد ترک بعد از اتمام فرآیند نصب شود.
  • مقاومت نسبتا پایین: بتن AAC نسبت به وزن مخصوص خود، مقاومت خوبی دارد. با این وجود، مقاومت این نوع بتن بسیار کمتر از بتن معمولی است.
  • دسترسی پایین: دسترسی و تهیه بتن AAC دشوارتر از انواع دیگر بتن است.
  • نیاز به پوشش محافظ: به دلیل متخلخل بودن و قرارگیری سطح بیرونی دیوارهای AAC در معرض هوا، احتمال هوازدگی و تخریب آن‌ها زیاد است. به همین دلیل، پرداخت سطح این نوع بتن باید به همراه پوشش‌های مقاوم در برابر هوازدگی انجام شود.

تفاوت بتن اتوکلاو و فوم بتن چیست؟

«فوم بتن» (Foam Concrete)، «بتن اسفنجی سبک» (Cellular Lightweight Concrete) یا بتن CLC، یکی از انواع بتن‌های اسفنجی است که از دوغاب سیمانی و فوم تشکیل می‌شود. این بتن، شباهت‌های بسیار زیادی به بتن اتوکلاو دارد. با این وجود، تفاوت اصلی این دو در فرآیند تولید و عامل کف‌زا است.

تفاوت بتن اتوکلاو و فوم بتن
تفاوت بافت حباب‌های فوم بتن (تصویر راست) و بتن اتوکلاو (تصویر چپ)

همان‌طور که در بخش‌های قبل اشاره کردیم، پودر آلومینیوم عامل کف‌زا در بتن AAC است. در صورتی که به منظور ایجاد حباب‌های هوا در فوم بتن، مواد مصنوعی (رزین) یا طبیعی (خون) مورد استفاده قرار می‌گیرند. به علاوه، در بتن AAC، عامل کف‌زا به عنوان یکی از مواد اولیه و در مرحله اختلاط به ترکیب اضافه می‌شود. در طرف مقابل، ساخت و ترکیب فوم در فوم بتن یک مرحله جداگانه است. جدول زیر، تفاوت بلوک AAC و بلوک CLC را از جنبه‌های مختلف نمایش می‌دهد.

معیار بلوک AAC بلوک CLC
مقیاس تجهیزات بزرگ کوچک
سرعت و فضا عمل آوری سریع بدون نیاز به فضای اضافی کم و نیاز به فضای اضافی
ظرفیت تولید بالا نسبتا پایین
هزینه سرمایه گذاری بالا پایین
مقیاس‌پذیری و امکان توسعه بالا پایین
نیروی کار مورد نیاز نسبتا بالا نسبتا پایین
بازه وزن مخصوص 400 تا 1000 کیلوگرم بر متر مکعب 400 تا ۱۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
بازه مقاومت فشاری 2 تا 8 مگاپاسکال 0.5 تا 12 مگاپاسکال
جذب آب برای وزن مخصوص 1000 30 درصد 12.5 درصد
جذب صدا برای وزن مخصوص 1000 42 دسیبل 40 دسیبل
نسبت تخلخل 50 تا 60 درصد 30 تا 35 درصد
کیفیت محصول نهایی خوب و بدون تغییر وابسته به فوم
کاربرد اصلی سازه‌های باربر و غیر باربر دیوارهای ارزان و پارتیشن‌های داخلی
هزینه ساخت گران نسبتا ارزان

در مجموع، انتخاب بهترین بتن سبک برای ساخت سازه به نوع پروژه، بودجه، کیفیت مورد نظر و الزامات طراحی بستگی دارد.

معرفی فیلم آموزش تکنولوژی بتن و اختلاط آن

بتن، از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. این ماده انواع بسیار مختلفی دارد که هر یک برای کاربری‌های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. به منظور آشنایی دانشجویان، فارغ‌التحصیلان و علاقه‌مندان، فرادرس، یک فیلم آموزشی در زمینه تکنولوژی بتن و اختلاط آن تهیه کرده است. این آموزش طی 4 ساعت و 19 دقیقه و در قالب شش درس به معرفی مباحث مرتبط با بتن می‌پردازد.

درس یکم تا ششم این آموزش، به معرفی مواد اولیه، ویژگی‌ها، افزودنی‌ها، روش‌های مناسب مراقبت، طراحی اختلاط به روش آیین نامه ACI – 211 و طراحی اختلاط به روش آیین نامه BS می‌پردازد.

آزمایش بتن اتوکلاو چگونه انجام می‌شود؟

آزمایش بتن هوادار اتوکلاو شده مطابق با استانداردهای بین‌المللی یا ملی برای تایید کیفیت مشخصات بلوک هبلکس انجام می‌شود. از استانداردهای ملی موجود برای آزمایش بتن AAC می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • استاندارد 8591: تعیین مدول ارتجاعی بتن هوادار اتوکلاو شده
  • استاندارد 8592: تعیین جمع‌شدگی ناشی از خشک‌شدگی بتن هوادار اتوکلاو شده
  • استاندارد 8594: تعیین جرم حجمی خشک بتن هوادار اتوکلاو شده
  • استاندارد 8595: تعیین ابعاد قطعات بنایی
  • استاندارد 8596: تعیین مقاومت فشاری بتن هوادار اتوکلاو شده
  • استاندارد 8597: تعیین نفوذپذیری بخار آب هوادار اتوکلاو شده
  • استاندارد 8598: تعیین مقاومت خمشی هوادار اتوکلاو شده
  • استاندارد 9159: تعیین درصد رطوبت بتن هوادار اتوکلاو شده
  • استاندارد 9160: قطعات پیش ساخته مسلح بتن هوادار اتوکلاو شده تحت بار عرضی
  • استاندارد 9161: قطعات پیش ساخته مسلح بتن هوادار اتوکلاو شده تحت بار طولی
  • استاندارد 17722-2: تعیین رفتار چسبندگی آرماتور و بتن هوادهی شده با اتوکلاو
  • استاندارد 20346: تعیین مقاومت بتن هوادار اتوکلاو شده در برابر یخ زدن و آب شدن (چرخه یخ گشایی)

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«حسین زبرجدی دانا»، کارشناس ارشد مهندسی استخراج معدن است. فعالیت‌های علمی او در زمینه تحلیل عددی سازه‌های مهندسی بوده و در حال حاضر آموزش‌های مهندسی عمران، معدن و ژئوتکنیک مجله فرادرس را می‌نویسد.

بر اساس رای 1 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *