سبک سازی ساختمان
سبک سازی یکی از مباحث نوین در علم ساختمان است که روز به روز در حال گسترش و پیشرفت می باشد. این فن اوری عبارتست از کاهش وزن تمام شده ساختمان با استفاده از تکنیک های نوین ساخت مصالح جدید و بهینه سازی روش های اجرا کاهش وزن ساختمان علاوه بر صرفه جویی در هزینه زمان و انرژی زیان های ناشی از حوادث طبیعی مانند زلزله را کاهش داده و صدمات ناشی از وزن زیاد ساختمان را به حداقل می رساند.
برای بکارگیری تکنیک های سبک سازی نخست باید به مسئله اول علل سنگین شدن وزن ساختمان توجه کافی شود؛ پس از شناخت این علل و عوامل باید جهت حذف یا به حداقل رساندن تاثیر آنها و وزن تمام شده ساختمان تلاش نمود. روش های سبک سازی ساختمان بطور عمده به دو دسته تقسیم میگردند: سبک کردن اجزای باربر ساختمان و سبک کردن سازه ساختمان. بخش عمده ای از مباحث مربوط به سبک سازی و تکنیک های رایج در مورد دستیابی به وزن مناسب ساختمانی را در بر میگیرد که شامل: شناخت مصالح سبک رایج در صنعت ساختمان (در داخل و خاج کشور) و تکنولوژی استفاده از آنها, معیار های ارزیابی میزان کارایی این مصالح بعنوان مصالح سبک و میزان تاثیر به کار گیری مصالح نو در کاهش وزن ساختمان هزینه و زمان مورد نیاز اجرای یک ساختمان.
تعریف مصالح سبک
مصالح سبک به مصالحی اطلاق می شود که وزن مخصوص آن ها از نمونه های مشابه کمتر بوده و استفاده از آنها به کاهش وزن کلی ساختمان بیانجامد.
مصالح سبک در یک تقسیم بندی کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- مصالح سبک سازه ای
- مصالح سبک غیر سازه ای
- سیستم هاچ
مصالح سبک سازه ای:
به ان دسته از مصالح گفته می شود که در موارد سازه ای در بنا به کار برده می شوند به سه نوع تقسیم می شوند: بتونی، طبیعی، صنعتی.
بتن سبک:
یکی از مصالح مهم و کارآمد در صنعت ساختمان مدرن است و کاربرد های متنوعی دارد. قاب های ساختمانی چند منطقه و دیوارهای جداکننده, سقف های پوشاننده, صفحات انعطاف پذیر پل ها, عناصر پیش تنیده و پس تنیده و بقیه اجزا از جمله این مواد هستند. در بسیاری از موارد فرم های معماری از تلفیق شده طرح های عملکرد ای می تواند به اسانی و بهتر از هر مصالح دیگر بوسیله بتن سبک حاصل شود.
انواع بتن سبک در یک تقسیم بندی کلی به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
- بتن سبک
- بتن اسفنجی
- بتن بدون ریز دانه
مزایای استفاده از بتن سبک سازه ای عبارتست از:
- بر خورداری از امتیاز سرعت در نصب
- انطباق با هر نوع نقشه ساختمانی
- وزن کم
- مقاومت زیاد و به صرفه
- مصارف تیر اهن را حذف کرده یا به حداقل ممکن کاهش می دهد و انرژی مصرفی اولیه آن ۱۰ درصد آجر هم حجم خود است.(بتن سبک سازه ای)
انواع بتن سبک در یک تقسیم بندی کلی به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
- بتن سبک سازه ای
- بتن سبک مورد مصرف در واحد
- بتن غیر سازه ای
انواع بتن سازه ای سبک را می توان با توجه به روش تولید آنها بصورت زیر طبقه بندی کرد:
بتن سبک دانه: با استفاده از سنگ دانه های سبک و متخلخل که وزن مخصوص ظاهری آنها کمتر از۶/۲ است. این نوع بتن بعنوان بتن دانه سبک شناخته میشود.
بتن اسفنجی: با ایجاد حفره های بزرگ در داخل بتن با ملات بدست می آید. این حفره ها باید به وضوح از حباب های فوق العاده ریز ناشی از حباب ریز قابل تشخیص باشند. انواع مختلف این نوع بتن با اسامی بتن اسفنجی بتن متخلخل و بتن کفی یا گازی شناخته می شوند.
بتن بدون ریز دانه: با حذف ریز دانه ها از مخلوط به طوری که تعداد زیادی حفره های درونی در بتن ایجاد شود؛ در این موارد معمولا درشت دانه های معمولی مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع بتن بدون ریز دانه شناخته می شود. بتن سبک دانه: اولین تقسیم بندی را می توان بین سنگدانه های طبیعی ومصنوعی قائل گردید. گروه اصلی سنگدانه های سبک طبیعی عبارت است از دیاتومه سنگ پا پوکه سنگ جوش های اتش فشانی و توف به استثنای دیاتومه همه این ها دارای منشا آتش نشانی.
سنگ دانه‌های طبیعی: سنگ دانه های مصنوعی, رس, شیل و اسلیت منبسط شده و رمیکولیت سر باره کوره ای سنگدانه کلینگر و پس مانده زغال کک. بتن های بدست آمده از سنگ دانه های سبک به سه دسته تقسیم می شوند:
بتن ساز ه ای: از رس وشیل منبسط شده وبه روش خاکستر های کلوخه ای, خاکستر بادی گندوله ای و سر بار منبسط شده و رس, اسلیت و شیل منبسط شده بدست می آید.
بتن با مقاومت متوسط(نیمه سازه ای): از پوکه سنگ ها و سنگ های آتشفشانی تولید می شود.
بتن سبک با سبکدانه پلی استایرن.
سنگ دانه های سبک لیکا
ویژگی های عمومی دانه های لیکا: بافت متخلخل دانه های لیکا که از انبساط خاک رس و در نتیجه ایجاد و محبوس شدن گازها در توده خمیری روان در دمای حدود ۱۲۰۰ در جه سانتی گراد بوجود می آید از خصوصیات اساسی این دانه ها می باشد.
نتیجه گیری:
کسب مقاومت فشاری در حد مقاومت سازه ای با استفاده از بتن سبک حاوی لیکا امکان پذیر است؛ به کار گیری میکرو سیلیس در ساخت نمونه های بتن سبک باعث افزایش مقاومت فشاری می گردد. استفاده از میکرو سیلیس باعث کاهش جذب حجمی و جذب مویینه بتن سبک حاوی لیکا می شود. جمع شدگی ۹۰روزه بتن سبک حاوی لیکا به کار گیری میکرو سیلیس کمتر از نمونه شاهد می باشد.
بطور کلی توصیه می‌گردد با توجه به منابع فراوان رس در کشور هم چنین تکنولوژی ساخت دانه های لیکا و ساخت سازه های سبک بررسی و دانه های بتن سبک حاوی لیکا در سطح گسترده تری انجام گردد و دستور العمل ها و استاندارد هایی برای استفاده از لیکا در صنعت ساختمان تدوین گردد.
بتن اسفنجی:
یکی از راه های ساختن بتن سبک ایجاد حباب های گاز در ملات خمیری مخلوط بتن می باشد و حباب ها باید در ضمن اختلاط و تراکم وپایداری خود را حفظ کند. چنین بتنی بعنوان بتن اسفنجی یا متخلخل شناخته می شود.
بتن گازی:
این نوع بتن در نتیجه یک واکنش شیمیایی که گاز را در ملات تازه ایجاد می کند؛ ساخته می شود.این بتن هنگامی که سخت می شود شامل تعداد زیادی حباب های گازی می باشد. خواص بتن گازی یا بتن هوادار اتو کلاوه شدهاین نوع بتن بعلت وزن کم و خواص عایق بندی حرارتی باعث کاهش جرم ساختمان و صرفه جویی در مصرف انرژی می گردد. بدین لحاظ کاربرد آن در سطح جهان در گسترش می باشد. از خواص عمده بتن گازی وزن مخصوص کم, مقاومت مناسب عایق بندی حرارتی و مقاوم در برابر آتش قابل ذکر می باشد. از کاربرد های عمده بتن گازی برای کاربرد های نیمه سازه ای، مانند پانل های سقف و دیوار مورد استفاده قرار می گیرند. بتن گازی ماده ای است که نزدیک به ۷۰ سال سابقه کاربرد دارد؛ به عنوان بتن سبک جهت تولید بلوک های سبک ساختمان و یا پانل های سبک مسلح ساختمانی دارد. خواص مطلوب شامل جرم حجمی پایین, نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمی , عایق بندی مناسب حرارتی و ثبات حجمی و جمع شدگی ناشی از خشک شدن نسبتا پایین باعث شده است که این ماده در بسیاری از کشور های جهان با شرایط اقلیمی مختلف تولید و مورد استفاده قرار گیرد.
بتن کفی:
با افزودن یک ماده کف زا معمولا بعضی شکل های پروتئین هیدرولیز شده یا صابون صمغی به مخلوط ساخته می شود. ماده کف زا در ضمن اختلاط با سرعت زیادی حباب های هوا را تولید می کند، هم چنین نسبت به بتن معمولی دارای مقاومت بهتری در مقابل آتش می باشد.
از مزایای دیگر استفاده از بتن اسفنجی آن است که می توان آن را برید میخ را نگه می دارد و به مقدار قابل قبولی پایا می باشد؛ اگر چه درصد جذب آب این نوع بتن بالا است، ولی سرعت نفوذ آب در آن مادامیکه حفره ها با مکش آب پر نشود؛ پایین می باشد؛ به این دلیل بتن اسفنجی مقاومت نسبی خوبی در مقابل یخبندان دارد و اگر دوغابی شود می توان از اآن در ساختن دیوار ها استفاده نمود.
بتن سبک شامل: بتن سبکدانه، بتن اسفنجی، بتن بدون ریز دانه
بتن پلیمری سبک: بتن سبک امتیازاتی بر بتن معمولی دارد، مانند وزن مخصوص کمتر عایق بودن حرارتی و کاهش ابعادی و مقاطع بتنی، ولی دارای نقایصی مانند نفوذپذیری آب ضرورت به کار گیری روش های ویژه برای اتصال قطعات به یکدیگر وتحمل ار کمتر است. استفاده از بتن های پلیمری سبک در تهیه قطعات پیش ساخته نماهای ساختمانی و تزیینی متداول گردیده است. بتن پلیمری علاوه امتیازات بتن معمولی سبک دارای مقاومت فشاری بالا نفوذپذیری کم امکان رنگ پذیری و پذیرش طرح های تزیینی و امکان تهیه در ضخامت های کم می باشد.
