ساختمان سازی :: برق، الکترونیک، الکتروتکنیک، مکاترونیک، پزشکی، کشاورزی

بتن سبک باپرلیت ورمکولیت

ShahBaz | جمعه, ۳ بهمن ۱۳۹۳، ۰۷:۴۷ ب.ظ

1393/05/25

بتن سبک باپرلیت ورمکولیت

بتن سبک با ورمیکیولیت

ورمیکیولیت یک ماده معدنی و در گروه مینرال‌های پلی‌سیلیکات جای دارد. در ظاهر شبیه به میکا است. این ماده در مکانهای گوناگونی در جهان یافت می‌شود اما امروزه بیشتر در آفریقای جنوبی، چین، برزیل، زیمبابوه و آمریکا وجود دارد. در ایران منابع معدنی قابل توجهی از ورمیکیولیت کشف نشده است و یا اینکه به دلیل حجم بالای باطله که روی این معادن را پوشانده است استخراج آنها در شرایط فعلی مقرون به صرفه نیست. این ماده نیز به دلیل برخورداری از آب ترکیبی در اثر گرم شدن با پدیده‌ای به نام پوسته شدن (Exfoliation) منبسط می شود و می‌تواند ماده‌ای سبک در تولید بتن سبک و فوق‌سبک ایجاد نماید. برای اطلاعات بیشتر به سایت اینترنتی مراجعه شود.

ورمیکولیت، نام عمومى گروهى از آلومینوسیلیکات هاى آبدار آهن و منیزیم و یا بخشى از گروه کانى هاى فیلوسیلیکاته (سیلیکات هاى صفحه اى) است که در ظاهر شبیه به میکا مى باشد و از دگرسانى و یا هوازدگى کانى هاى بیوتیت و فلوگوپیت ایجاد مى شود. نام کانى ورمیکولیت از واژه لاتی (کرم یا کرم _ حشره)، و Vermicular به معناى کرم مانند گرفته شده است زیرا در اثر ضربه گرمایى (دماى بیش از C ° 870 ) حجم آن تا 30-20 برابر حجم اولیه افزایش یافته (منبسط شده) و رشته هاى کرم مانندى به وجود مى آورد.

ورمیکولیت با فرمول عمومى:

(Mg,Fe2+,Al,Ca,K)3(Al,Si,Fe3+)4O10(OH)2•4(H2O)

در سیستم مونوکلینیک متبلور شده و داراى سختى 2- 5/1 موس مى باشد. (Mg , Ca) نمادى ازکاتیون هاى تبادل پذیر است. در این فرآیند مواد با وزن سبکى ایجاد مى شوند که از نظر شیمیایى خنثى (بى اثر)، مقاوم در برابر آتش (ضدآتش) و بى بو مى باشند. ورمیکولیت در اندازه هاى ریز (به عنوان یکى از تشکیل دهنده هاى رسى خاک)، تا ورقه هاى ورمیکولیت به صورت پولک هاى بزرگ در ابعاد چند سانتى مترى و در حالت منبسط آن به صورت دانه آکاردئونى یافت مى شود. رنگ این کانى از سیاه ، قهوه اى روشن تا تیره، در نمونه هاى خام تا طلایى، قهوه اى و برنزى در نمونه هاى منبسط و سختى آن بین 5/1 تا 2 (در مقیاس موس) تغییر مى کند. ورمیکولیت مانند کانى تالک حاوى لایه هایى از آب در میان لایه هاى سیلیکاته است. همچنین لمس این کانى صابونى بوده و از این نظر با تالک قابل مقایسه است. درصد آب آزاد آن حداکثر 5/0 درصد بوده و اسیدیته (PH) دوغاب آن 7-9/5 است. همچنین وزن مخصوص ورمیکولیت در نمونه هاى خام و منبسط، به ترتیب 960-460 ، 192-56 کیلوگرم بر متر مکعب است. این کانى غیر قابل احتراق مى باشد. نقطه ذوب کانى 1315 درجه سانتى گراد و ظرفیت گرمایى ویژه آن 840 ژول بر کیلوگرم درجه سانتى گراد است. رسانایى گرمایى این کانى نیز 41/0-27/0 در سیستم انگلیسی برآورد شده است.

ورمیکولیت به صورت خام، کمتر استفاده مى شود و بیشتر کاربردهاى آن به صورت منبسط است. در اثر انبساط، حجم کانى به 20 تا 30 برابر حجم اولیه رسیده و جرم حجمى به میزان قابل ملاحظه اى کاهش مىیابد. میزان رسانایى گرمایى نیز پس از انبساط، بسیار کاهش مىیابد.

ورمیکولیت براى نخستین بار در سال 1824 در ایالات متحده آمریکا معرفى شد ولى تا مدت ها به کاربردن این نام به عنوان یک کانى مستقل، با شک صورت مى پذیرفت و کاربرد صنعتى این کانى از حدود یک سده بعد (1925) آغاز شد. براساس اطلاعات گردآورى شده، صرفاً دو کارگاه فرآورى ورمیکولیت در ایران فعال است. شرکت منطقه اى معادن آذربایجان، به عنوان مکتشف و بهره بردار نخستین کانسار ورمیکولیت کشور(معدن کلیبر) عملیات احداث واحد فرآورى ورمیکولیت (پرعیار سازى و انبساط) را با ظرفیت چهارصد تن در سال در نزدیکى معدن به انجام رسانده است. شرکت گیلان میکا نیز نسبت به احداث کارخانه فرآورى با ظرفیت (اسمى) 800 تن در سال اقدام کرده است. از میزان تولید و فرآورش آن اطلاع چندانی در دست نیست. مهم ترین کاربرد آن در کشاورزى (انواع کودشیمیایى، علف کش ها و حشره کش ها و اختلاط آن با خاک باعث ایجاد تخلخل بیشتر و جذب خاک مى شود) ، باغبانى (32%)، مصالح ساختمانى (36%) ( تولید گچ و سیمان با وزن سبک و اضافه کردن ورمیکولیت به مخلوط بتون و ایجاد مخلوط بتن سبک وزن)، مواد پرکننده، انواع عایق هاى صوتى و حرارتى (27% عایق گرمایى) کاربرد دارد.

ورمیکولیت به آسانى به پوسته هاى غیر قابل انعطاف خم پذیر و نازک تقسیم مى شود. تجمع ورمیکولیت فاقد تورق در تولید لایه هاى گچ، کاهش خاکستر که در حبابهاى دیگ بخار با سوخت ذغال سنگ وجود دارد یک جزء (ذره موجود در گلهاى حفارى) کاربرد دارد. در گرماى ناگهانی C? 1000-900 آب بین لایه اى ورمیکولیت مصرف شده و باعث تورقى عمود بر صفحات ورقه هاى نازک مى شود که منتهى به انبساط 12-8 و افزایش چگالى از 960-640 به Kg/m³192 -56شده است که وابسته به اندازه دانه و روش انبساط است. ورمیکولیت های متورق عموماً به رنگ طلایى یا برنزى با جلاى فلزى هستند. ورمیکولیت حرارتى متورق شبیه به پرلیت است. ساختار ورمیکولیتاز90% هواى محبوس تشکیل شده و به صورت منبسط با وزن سبک بوده که عایق حرارتى خوبىاست (رسانایى W/m.K 065/0-062/0 و مقاومت گرمایى بالا C? 1100، عایق صوتى و از نظر شیمیایى خنثى و نسبتاً نسوز (مقاوم در برابر آتش)، ضد پوسیدگى (فساد)، بى بو و عدم سوزش از خصوصیات قابل توجه است که در برخى محصولات ساختمانى مانند بتون و گچ سبک وزن، گچ هاى ژیپسى، عایق پرکننده سست، مواد مرکب کاهش دهنده صدا، پوشش ضد آتششامل: ساختار کاشى هاى سیلیکاته سدیم فولادى است لایه نازک فرمالدهید اوره و مواداصطکاکى (جابجایى آزبست در عایق ها، کلاچ و ترمز و . . . ). بتون هاى سبک وزن که به درستى متراکم شده اند.

ورمیکولیت یا پرلیت به همراه آسفالت یا یک سیلیکات به علت مقاومت نسبت به آب به عنوان پرکننده حفرات براى عایق حرارتى استفاده مى شود (سیمان سیاه یا ساختارهاى دیگر بنایى). خواص نسوز ورمیکولیت در دماى C ?1260 و نقطه ذوبC ?1315 در متالورژى (مواد مرکب داغ و مواد عایق مذاب) و نسوزها (آجرهاى عایق و تخته ها یا اشکال) وجود دارد. باغبانى و گلکارى جذاب/حامل : توانایى ورمیکولیت براى جذب رطوبت و باقى ماندن در جریان سیال آزاد داراى اهمیت است. جذب در حدود 240% وزنى و 50-40% حجم که در کشاورزى یا باغبانى و گلکارى (کودشیمیایى- علف کش یا حشره کش) ، بذر، چگونگى و حالت خاک، محیط رشد گیاه است. مخلوط ورمیکولیت، پیت (زغال سنگ نارس) یا مواد غذایى گیاهى در یک محیط بدون خاک به نام آب کشت است. کاربرد نهایى این کانى عموماً بسته به محتواى ورمیکولیت و چگالى بعد از تورق است. در ایالات متحده امریکا، تقریباً اندازه هاى سرند بالایى و پائینى عبارتند از : درجه 1 (درشت) 8- تا 4- مش تیلور( mm4/75-2/36) درجه 2 (متوسط) 4- تا 8- مش تیلور (mm2/35-1/18) درجه 3 (ریز ) 28- تا 14- مش تیلور (mm0/60-1/18)

استانداردASTM برای این ماده مشخصات گوناگونی را ارئه داده است. این استاندارد ها شامل 332C ورمیکولیت براى سیمان، 35 C ورمیکولیت براى گچ، 516 C ورمیکولیت عایق پرکننده میباشند. پرلیت و پشم صنعتى[1] مى توانند براى اهداف عایق کارى به جاى ورمیکولیت استفاده شوند. عایق هاى حرارتى و صوتى: رسهاى آجرى، دیاتومیت، پرلیت منبسط فیبرى سیمان سبک وزن: رس (منبسط)، پرلیت (منبسط)، پومیس و بالاخره شیل (منبسط) ، اسلیت و رس به دلیل ارزان تر بودن مى توانند به خوبى استفاده شوند در حالى که به طور قابل ملاحظه اى سنگین تر از پرلیت و ورمیکولیت هستند.

از نظر زمین شناسی بیشتر ذخایر ورمیکولیت اقتصادى امروزه به نهشته هایى اطلاق مى شوند که در زمان پرکامبرین و آرکئن (5/1-3/0 میلیارد سال پیش) شکل گرفته اند. یک مورد استثنا نهشته مونتانا است که در زمان تریاس(225 میلیون سال پیش) تشکیل شده است. در سالهاى اخیر ورمیکولیت را حاوى آلودگى آزبست مى دانند. پرلیت و ورمیکولیت در طول سالها براى اصلاح خاک استفاده مى شد که مخلوط فاقد خاک یا خاک مصنوعى نامیده مى شد زیرا به طور جانبى فاقد خاک بود. پرلیت و ورمیکولیت در صنعت باغبانى و گلکارى استفاده مى شود زیرا هر دوى آنها زهکشى ایجاد مى کنند و مى توانند مقادیرى آب را داشته باشند و آن را حفظ نمایند و سپس بر حسب نیاز آن را آزاد کنند.

پرلیت و ورمیکولیت استریل بوده و PH خنثى دارند و به آسانى در دسترس مى باشند. غیر سمى، سالم براى استفاده و نسبتاً ارزان هستند. پرلیت تمایل به طویل شدگى دارد و عملکردبهترى در رشد و نمو گیاهان در آبهاى حاوى مواد معدنى براى تقویت دارد. بیشتر عایق هاى ورمیکولیت ممکن است حاوى فیبرهاى آزبست باشد. این محصولات در طول تعمیر یا تخریب و نگهدارى مى تواند خطراتى به سلامتى وارد سازد. اما در حال حاضر هیچ شواهدى مبنى بر ضرر آن به سلامت وجود ندارد. ورمیکولیت یک کانى شبیه میکاست که در تمام جهان استخراج مى شود و مصرف تجارى دارد زیرا مقاوم در برابر آتش است و کیفیت عایق کارى خوبى دارد. ورمیکولیت هاى حاصل از معدن Libby در مونتانا ممکن است حاوى آزبست باشد. این معدن بخش عمده بازار جهانى در ورمیکولیت را در بر مى گیرد. محصولات ساخته شده از کانسنگ ورمیکولیت به وسیله این معدن به طور گسترده اى پس از اواسط دهه 1980 استفاده نشد. همه ورمیکولیت ها قبل از سال 1990 حاوى فیبرهاى آزبست نیستند و می توانند در مواردی به کار گرفته شوند.

ساخت بتن های سبک با استفاده از دانه های سبک طبیعی و صنعتی (پرلیت، پوکه های آتشفشانی، ورمیکولیت، لیکا، پلی استایرن و غیره) با فرمـول بندی های مخـتلف سالهاست که در صنعت ساختمان رواج داشتـه است. بتـن های سبک حاصل از اختلاط هر یک از این دانه های سبک با ملات های سیمانی با توجه به وزن حجمی و مقاومت و کیفیـت دانـه ها دارای خواص ویژه ای است که در صورت استفاده از ترکیب همزمان بعضی از آنها در ملات های سیمانی و در کنار استفاده از رزین های شیمیایی خاص و پوزولان ها بتن سبک حاصل دارای خواص برتر به لحاظ مسائل فنی و قیمت خواهد بود که بلـوک و پانـل از جـمله آنهاسـت. همچنین هـزینه پائین تجهیزات تولید و سهـولت اجرا از ویژگیهای بـرتر آن بشمار می رود.

ملات حاصل از این ترکیب با آب و سیمان براحتی توسط دستـگاه های ساده بلـوک زن تخم کن و ثابت و یا ماشین آلات تمام اتومـاتیک به بلـوک های سبـک دیواری و سقفـی با وزن مخصوص 600 الی 800 کیلوگرم در متر مکعب (شناور روی آب) تبدیل می شود و ضمناً از این ملات جهت تولید انواع پانل با ابعاد دلخواه در قالبهای معمولی و همچنین پوشش احجـام حتی کـروی نیز می توان استفاده نمود. جهت تولید قطعات سبک باربر مسلح و سقف های کامپوزیت می توان با تغییر لازم در فرمول طرح اختلاط به همراه شبکه های فلزی و آرموتورهای حایل به این منظور دست یافت.

مشخصات عمومی و کلی پرلیت

پرلیت ماده ای معدنی بر پایه شیشه از سنگ آتشفشانی (با ژنز ماگمائی) و با ترکیب ریولیتی است که در محیط آبی و با انجماد سریع ماگمای اسیدی (گدازه آتشفشان) بصورت آمورف (غیر کریستالی) تشکیل شده است و نزدیک به 75 درصد آن اکسید سیلیسیم است. بطور کلی پرلیت حاوی حدود 20 درصد کوارتز و بقیه فلدسپات و مقدار کمی میکا و در بعضی مواقع کانیهای فرومنیزین می باشد. پرلیت دارای ژنز ماگمائی است و بیشتر پرلیت های مرغوب به دوران سوم و چهارم زمین شناسی تعلق دارند. پرلیت در اثر آلتره شدن به مونتموریولیت، اوپال و کلسدونی تبدیل میگردد. این کانی بطور گسترده در مناطق آتشفشانی عهد حاضر و جوان و بطور محدود در ترشیر یا آتشفشانهای جوان ریولیتی یافت می شود. ذخائر پرلیت منحصر به آتشفشانهای عهد حاضر است. عمده پرلیت دارای ترکیب ریولیتی است. پرلیت های با بافت شیشه ای در گاهی موارد در برگیرنده آبسیدین هستند که نشانه ای از تبدیل سنگ نخستین به پرلیت است. پرلیت در مقایسه با آبسیدین از آب بیشتری در ترکیب خود برخوردار است ولی درصد عناصر دیگر آنها بسیار به هم نزدیک است. با اندازه گیری نسبتهای ایزوتوپی مشخص شده است که بخش اعظم آب پرلیت منشاء جوی دارد.

نام پرلیت از لغت فرانسوی به معنی صدف گرفته شده است که ناشی از شکل ظاهری سنگ بصورت رگه های باریک متحد المرکز در مقطع میباشد. این رگه ها با چشم غیر مسلح نیز قابل رویت هستند و در واقع مربوط به سرد شدن گدازه و آبگیری بعد از آن هستند. خروج مواد آتشفشانی اسیدی از دهانه آتشفشان همراه با کاهش فشار بوده و لذا گازهای حل شده آزاد و پومیس متخلخل را باعث میگردد. در نواحی زیرین که فشار بالاتر است بخار آب در سنگ باقی مانده و سپس با آبگیری ثانویه پرلیت حاصل میگردد. توده های پرلیت بیشتر بصورت جریانها، دایکها، سیلها، گنبدها و در حاشیه خارجی توده های کم عمق سنگهای آتشفشانی دیده میشوند.

به دلیل وجود 2 تا 6 درصد آب ترکیبی در آن با حرارت دادن سریع (شوک حرارتی) در دمای°C 1100- 870 افزایش حجم شدیدی معادل 4 تا 20 برابر بر اساس نوع و ترکیب شیمیائی و شرایط انبساط خواهد داشت و ماده پفکی با دانسیته حدود kg/m³ 100-50 ایجاد خواهد شد. همچنین خروج آب ترکیبی باعث تولید حباب‌های ریز بسیار زیادی در آن می‌شود. از نظر سنگ شناسی آبسیدین، پرلیت و پیچستون شیشه های ولکانیکی با ترکیب سیلیسی هستند که به ترتیب دارای 1 تا 2 درصد آب، 2 تا 5 درصد آب و 5 تا 10 درصد آب میباشند. برخی از محققین معتقدند که پرلیت از هیدراتاسیون آبسیدین حاصل گردیده است و آب موجود در آن بصورت مولکولی و هیدروکسیل است. از عوامل مهم در انبساط سریع سنگ در مرحله فرآوری مربوط به میزان آب ترکیبی است. بخشی از این آب در مرحله تشکیل و بخشی پس از آن در اثر تماس آبهای زیرزمینی و بین حفره ای وارد شده است که نسبت این دو به میزان فراوانی اکسید کلسیم و منیزیم بستگی دارد. آبگیری ثانویه در امتداد مسیر حرکت آب و ابتدا در امتداد درزه و شکافها و خلل و فرج انجام می پذیرد و باعث جدایش بخش هیدراته و غیر هیدراته شده و منجر به گسترش شکافهای اولیه میگردد. این شکافها خود برای استمرار این فرایند بکار رفته و منجر به گسترش آبگیری میگردند و بدین ترتیب شکافهای متحد المرکز ایجاد می شود. از آنجائی که نوع آب موجود و مقدار و شرایط ایجاد آن و غلظت شیشه و تغییرات آن در درجه حرارت های مختلف از مهمترین عوامل در شدت انبساط پرلیت است برای تولید پرلیت منبسط شده بایستی آزمایشات دقیقی از مواد خام معدنی بعمل آید. این آزمایشات شامل مطالعه مقدار انبساط پرلیت بر اساس دانه بندی و دما می باشد. بر این اساس میتوان گفت که میزان قلیائی بودن ناشی از حضور CaO و MgO در انبساط و کیفیت پرلیت بسیار مهم است. پرلیت خام دارای دانسیته حدود kg/m³ 2400-220 و سختی 5/5 تا 7 موس است که بسیار شکننده و دارای خرد شوندگی بالائی میباشد. پرلیت به رنگ های خاکستری روشن یا خاکستری متمایل به سبز، سیاه روشن تا تیره، قهوه ای و حتی سبز دیده میشود که پس از انبساط برنگ سفید خواهد شد. پرلیت خام دارای جلای چرب و بافت شیشه ای و از نظر ترمودینامیکی ناپایدار است و با گذشت زمان شروع به تبلور می کنند و سپس خاصیت اصلی خود را از دست می دهند. این کانی بسهولت تحت تأثیر هوا زدگی قرار گرفته و به کائولنیت، زئولیت و مونت موریلونیت تبدیل میگردد. پرلیت ها علی رغم داشتن خصوصیات متفاوت بطور عمده از یک ماگمای اسیدی نشأت گرفته اند. آزمایشات انجام گرفته بر روی پرلیت نشان میدهد که بیشترین آب موجود بصورت ترکیبی بوده و مقدار کمی از آن بصورت هیدروکسید میباشد. پرلیت در محیط های قلیائی داغ کاملاٌ حل میشود اما در هیدروکسید سدیم نیمه محلول و در اسید های ضعیف و آب به مقدار کمی حل می شود. در جدول 4-1 ترکیب عمومی پرلیت آمده است.

جدول 4-1 ترکیب عمومی پرلیت.

پرلیت منبسط شده به دلیل دارا بودن ضریب هدایت حرارتی پائین و خاصیت جذب صوت نیز دارای کاربرد‌های ویژه ای می‌باشد. ذرات پرلیت با سیمان پرتلند و آب ترکیب می‌شود و بتن بسیار سبک تولید می‌گردد که می‌توان برای مصارف سقف سبک و تولیدات پیش‌ساخته از آن استفاده نمود. علاوه بر این در کشاورزی بعنوان جاذب و نگهدارنده رطوبت و همچنین تأمین کننده مینرال‌های گیاهی، در صنایع غذائی و مخصوصاً شرکت‌های آبمیوه و نوشابه‌سازی و داروسازی و روغن نباتی بعنوان فیلتر و در پزشکی از این ماده معدنی استفاده می‌شود. در حفر چاهای نفت نیز از پرلیت استفاده می‌شود. تاکنون بیش از 1500 نوع مصرف در صنعت را می‌توان برای پرلیت نام برد که این کاربرد در حال افزایش است. کاربرد پرلیت بسرعت رو به افزایش است. به دلیل ارزانی قیمت سوخت‌های فسیلی در ایران قیمت پرلیت فرآوری شده ارزان است و این یک مزیت نسبی تلقی می‌شود. پرلیت یک سیلیکات طبیعی می‌باشد لذا خنثی و دارای PH برابر با 7 است.

بررسی‌های علمی و عملی برای اکتشاف ذخائر پرلیت ایران در سال 1375 در منطقه آذربایجان شرقی بویژه مناطق خلخال و میانه که دارای رخنمون‌هائی از ذخائر پرلیت بودند آغاز گردید. این بررسی‌ها منجر به کشف ذخائر عظیمی از پرلیت در مناطق شرق جاده میانه –تبریز، ناحیه سفید خانه در 46 کیلومتری شمال شرقی میانه و نقاط دیگری در آن ناحیه گردید. از میان ذخائر کشف شده منطقه سفید‌خانه به دلیل کیفیت و ذخیره مناسب و موقعیت استخراجی به منظور بررسی‌های تفصیلی انتخاب شد. این معدن دارای ظرفیتی در حدود 50 میلیون تن است. بررسی‌های مینرالوژی نشان داده است که ساختار کریستالی آن از ذرات آتشفشانی خاکستری کمرنگ با اندازه‌های کمتر از 1 سانتی‌متر تشکیل شده‌ است که براحتی خرد می‌شوند. پولک‌های از جنس میکا تا حداکثر 2 میلی‌متر در این نمونه‌ها دیده می‌شود. خواص شیمیائی آن در محدوده ریولیت تا آندزیت متغیر است و دارای بیش از SiO₂% 70 می‌باشد. ضریب شکنندگی ذرات 5/1 است که به دلیل وجود ریولیت می‌باشد.

زمین شناسی و پراکندگی پرلیت در ایران

بررسی‌های اکتشافی فعلی نشان داده است که عمده معادن پرلیت ایران در نواحی جنوب باختری فردوس بر روی ولکانیک های پالئوژن، در ناحیه سه چنگکی، منطقه آذربایجان شرقی بویژه شهرستان میانه، در شرق ایران در چهار گوشهای گناباد-قائن، در پیرامون بیرجند، فردوس و طبس و در نهایت در استان سیستان و بلوچستان و شهرستان نائین و کاشان واقع شده است. همراه بودن پرلیت های کشف شده در ایران با آلونیت، زئولیت و کائولینیت بخصوص در ناحیه آذربایجان وابستگی پرلیت ها را به سنگ های آتشفشانی ترشیری و دگرسانی آنها نشان می دهد با توجه به اینکه توده های پرلیت بیشتر بصورت جریانها، دایک ها، سیلها، گنبد ها و در حاشیه خارجی توده های کم عمق سنگ های آتشفشانی دیده می شوند، لذا این ذخائر بصورت پیوسته نیستند. ذخائر اقتصادی پرلیت بر مبنای جریانات توده ای ماگما که مناطق وسیعی را در بر گرفته اند بوده و به روش روباز قابل استخراج هستند. البته بر اساس مطالعات زمین‌شناسی امکان حضور پرلیت در مناطق دیگری از کشور نیز وجود دارد که مطالعات مربوطه در حال انجام می‌باشد. هم اکنون چندین واحد فرآوری پرلیت در سطح کشور راه‌اندازی شده که در حال گسترش می‌باشند. فرآوری پرلیت با استخراج ماده خام از معدن آغاز می‌شود و پس از عملیات خردایش و دانه‌بندی به محل کوره‌های انبساط انتقال می‌یابند. ابتدا گرمایش اولیه تا دمای حدود ?C 350 صورت می‌گیرد. سپس پرلیت خام گرم شده به کوره قائم که منبع حرارتی آن گازوئیل یا گاز است منتقل می‌گردد. در این کوره گرمایش بصورت شوک حرارتی تا دمای ?C1100 انجام می‌گیرد. در این عملیات آب ترکیبی از ذرات پرلیت خارج شده و به میزان 10 تا 20 برابر منبسط می‌گردند. این ذرات سفید رنگ با سطحی مخملی توسط جریان هوا از کوره خارج و پس از دانه‌بندی به سیلوهای بسته بندی منتقل می‌گردند. یک کوره با ظرفیت 1 تن در ساعت قادر به تولید 5 تا 8 متر مکعب پرلیت منبسط شده در ساعت خواهد بود. اطلاعات تکمیلی در مورد مشخصات پرلیت در سایت قابل دستیابی است. پرلیت بعنوان عایقهای کنترل حرارتی و برودتی برای نگهداری دماهای زیر صفر در تانکهای اتیلن پتروشیمی، کاربردهای فراوانی دارد. تاکنون پرلیت مورد نیاز صنایع داخلی از کشورهای ایتالیا و چین وارد شده که هزینه حمل آن نیز بسیار بالا بوده است. پرلیت یک ماده سبک و جاذب آب است که در ایجاد گلخانه‌های سبک و کنترل دماهای بسیار بالا بخصوص در صنایع مرتبط و پتروشیمی کاربردهای فراوانی دارد.

بررسی وضعیت پرلیت در جهان و ایران

مهمترین مشخصات پرلیت شامل چگالی کم، رسانائی ضعیف، خنثی بودن، غیر قابل احتراق بودن، سختی کم، درخشندگی خوب و قابلیت جذب ارتعاش باعث کابرد آن در صنایع گوناگون گردیده است. اگرچه بیشتر مصارف پرلیت بصورت منبسط شده است اما در برخی مواقع با توجه به مشخصات فیزیکی و شیمیائی پرلیت خام از آن برای مصارفی از قبیل صنایع ریخته گری، ساینده ها، سنگ های تزئینی و بعنوان منبع سیلیس استفاده می شود. مهمترین مصارف پرلیت فرآوری شده بشرح ذیل است:

مصالح ساختمانی برای تولید قطعات پیش ساخته، پلاسترهای معمولی ساختمان، عایق های پرکننده، آجرهای عایق صدا.

باغبانی بصورت هیدروپونیک، اصلاح خاک و چمن، عامل رشد گیاهان و تولید بذر.

مصارف صنعتی بصورت پرکننده، عایق حرارتی، نسوز، مواد منفجره، جذب کننده، رنگ سازی، پلاستیک، لاستیک و گل حفاری.

کمک صافی و فیلترها در صنایع شیمیائی مربوط به تولید و تصفیه شکر، داروسازی، نوشیدنی ها و تصفیه آب.

در کشاورزی بعنوان عامل حاصلخیزی، ضد آفت، علف کش و خوراک دام.

از پرلیت منبسط شده برای تهیه صافی های مختلف جهت جدا کردن باکتری ها و جلبک ها در تصفیه خانه های آب نیز استفاده می شود. از پودر پرلیت در تهیه آنتی بیوتیک ها در داروسازی استفاده میشود. در کابردهای عایق حرارتی از مخلوط پرلیت و آزبست و یک ماده چسباننده مانند گچ استفاده شده و صفحات پرلیتی ساخته می شود. این صفحات ضمن برخورداری از وزن کم بصورت عایق های خوب حرارتی و صوتی عمل مینمایند. در بعضی مواقع از صفحات پرس شده پرلیت و آزبست جهت جذب صوت استفاده می گردد. پرلیت خام در متالورژی بعنوان روباره بر روی مذاب در پاتیل ریخته می شود تا ضمن کاهش افت دما و جلوگیری از اکسیداسیون مذاب، باعث تسهیل در جمع آوری سرباره گردد. از پرلیت منبسط شده در مخلوط ماسه ریخته گری نیز جهت سهولت واپاشی قالب پس از ریخته گری استفاده می شود. علاوه بر این به دلیل خواص حرارتی باعث عایق شدن بیشتر مواد قالب گیری می گردد و از طرف دیگر عبور گاز را افزایش میدهد تا امکان خروج گازهای متصاعد شده در ضمن ریخته گری افزایش یابد. از پرلیت منبسط برای عایق کاری در دمای پائین مانند تانکرهای اکسیژن، نیتروژن، آرگون و گاز طبیعی مایع نیز استفاده می شود. دمای این گازهای مایع تا C? 270- برای هلیم می باشد که پرلیت برای عایق بندی آن مناسب است. از پرلیت منبسط شده در تولید برخی مواد منفجره بعنوان عامل ایجاد تخلخل استفاده می شود.

یکی دیگر از مصارف عمده پرلیت، استفاده از آن به عنوان کمک صافی در پالایش انواع مختلف مایعات از قبیل فاضلاب صنعتی کارخانجات، مشروبات الکلی و غیر الکلی، شکر، روغن، آب میوه، آب آشامیدنی و مواد شیمیایی می باشد. تخلل زیاد و عدم ترکیب شیمیایی با موادی که تصفیه می شوند از مزایای عمده کمک صافیهای پرلیتی است که حتی قادر به صاف کردن مواد ژلاتینی با سرعت نسبتاً بالا می باشد و از نظر چگالی کمک صافی های پرلیتی 20 تا 50 درصد سبکتر از سایر فیلترها بوده و در نتیجه قادر به تصفیه اجزاء کمتر از میکرون نیز می باشد. اینها عواملی هستند که باعث چربش کمک صافیهای پرلیتی به کمک صافی هایی از جنس آزبست، بنتونیت، سلولز و دیاتومیت می گردند. در ضمن به دلیل استریل و خنثی بودن دارای بیشترین کاربرد در فیلتراسیون مایعات غذایی، صنایع نوشابه سازی و داروسازی می باشند.

پرلیت از حفرات میکروسکوپی تشکیل شده است و از نظر شیمیایی خنثی بوده و در برابر حمله موریانه و جانوران موذی مقاوم است. علاوه بر این با توجه به خصوصیات دیگر از آن یک عایق و مصالح ساختمانی سبک ساخته شده است (ملات و گچ، عایق کاری زیر سقف، پوشش دودکش، آجر نسوز، عایق کردن لوله و ...)

چگالی کم پرلیت منبسط شده در گچکاری دیوار سبب کاهش انقباض و وزن و افزایش مقاومت در برابر آتش و خاصیت عایق بودن آن می شود.

معمولاً پرلیت به دلیل داشتن خواصی نظیر چگالی پایین، خاصیت نارسانایی حرارتی و صوتی و مقاومت در برابر حریق و رطوبت در ساختمان سازی استفاده می شود و در اغلب موارد پس از مخلوط شدن با سایر مواد به مصرف می رسد. کاربرد محصولات پرلیتی اغلب در سقف ها، دبوارها، پشت بام ها، کف ساختمان ها، پی و نماها بوده و عمده ترین مصرف آن در ساختمانسازی، مربوط به قطعات پیش ساخته می باشد.

امروزه یکی از علل افزایش مصرف پرلیت، عایق سازی صوتی ساختمانها توسط پرلیت می باشد. در تولد آجرهای عایق صوتی از پرلیت منبسط شده استفاده می شود که سبک وزن و با دوام بوده و در مقابل حریق نیز مقاوم هستند. پرلیت در این نوع کاشیها با مخلوطی از بنتونیت و کائولن و با پوشش سرامیک متصل و پخته می شود.

بتن سبک حاوی پرلیت منبسط شده و سیمان پرتلند اغلب در ساختمان سازی و به خصوص در سدسازی به کار برده می شود.تصور می گردد که بتن های سبک پرلیتی نسبت به سایر مواد عایق به کار رفته در سد و پشت بامها از مقاومت در برابر باد و حریق بیشتری برخوردار است. افزودن قطعات عایق پلی استرین به بتن پرلیتی می تواند به طور اقتصادی مقاومت حرارتی کل سیستم را به حداکثر برساند. همچنین بتنهای پرلیتی می توانند در ساختمانهای جدید و سیستمهای سقف مجدد و شیبهایی که بتواند آب موجود در پشت سقف را جاری سازد، به کار می روند.

بتن هم می تواند در محل به صورت ناپیوسته مخلوط گردد و هم می تواند در حین حمل توسط کامیون به محل مصرف داخل تانک در حال گردش مخلوط گردد و بتن مخلوط شده در داخل اکیپ دمپ شده و توسط جرثقیل به افق مورد نظر رسانده می شود. همچنین می توان بتن را توسط پمپ به محل مورد نظر رساند. پس از 3 روز تحت شرایط هوای نرمال، بتن پرلیتی حاوی چند لایه عایق و غشای محافظ هوا می شود.

از آنجا که پرلیت منبسط شده فاسد نشدنی، غیر آتشگیر و خنثی می باشد، در عایق کاری لوله ها و سیستمهای الکتریکی کف ساختمانها کاربرد داشته و هیچگونه ضایعه ای در این تأسیسات ندارد. عایق پرلیتی در قسمت زیرین کف اتاق سطوح آسفالت و کفهای چوبی جهت تراز کردن کف و کاهش انتقال صدا از طبقات و از کف به دیوار و از سیستم لوله های کف به کار می رود. در کفهایی که از بتن ساخته می شوند، معمولاً از پرلیت استفاده شده و اجرا بدین صورت است که عایق پرلیتی را بر روی سطوح مورد نظر ریخته و به ضخامت مناسبی تسطیح و با مقوای نازک کرکره ای یا مقواهای سبک و یک لایه کاغذ روغنی می پوشانند.

پرلیت منبسط در تهیه ملات بتن نیز مورد استفاده قرار می گیرد. پرلیت جهت سبک نمودن و به عنوان عامل بازدارنده هوا و کمک به عایق و مقاوم نمودن ملات سیمان در مقابل جذب رطوبت به ملات افزوده می شود. همچنین پمپاژ ملات سیمان را به ارتفاعات ساختمان تسهیل می نماید.

وجود حبابهای ریز هوا تراکم ملات بتن را کاهش داده و در نتیجه مقدار محصول افزایش و چگالی بتن کاهش می یابد.

انبساط پرلیت

پرلیت در دمای C? 1100- 700 نرم گشته و تا 20 برابر حجم اولیه خود منبسط میشود و از حالت سنگ با دانسیته Kg/m³1200-950 به ماده ای سفید برفکی و سبک با دانسیته Kg/m³ 180-40 تبدیل میشود. پرلیت منبسط شده بمیزان 3/0-1/0 درصد در آب، 1 درصد در اسیدسولفوریک و 90 درصد در محلول هیدروکسید سدیم %50 حل میشود.

بتن های سبک

دانستن این موضوع که بتن سبک از 50 سال پیش تا به حال در اروپا در ساختن بنا کاربرد دارد اما هنوز در ایران ناشناخته است تعجبی همراه با افسوس را به همراه دارد. کشور ما درحالی از قافله صنایع مدرن ساختمان سازی عقب مانده که زلزله های مخربی را در 15 سال گذشته تجربه کرده است.

اغلب بتنهای سبک خواصی از قبیل عایق بودن نسبت به حرارت و صوت، مقاومت در برابر یخ زدگی و آتش سوزی و کاهش لطمات ناشی از زلزله را دارا می باشند. سبک و یکپارچه سازى را می توان راهکارى محورى و عملى براى افزایش ایستادگى و ایمنى بناها در برابر زلزله محسوب داشت. ویژگى هایى چون کاهش جدى وزن سازه و ابعاد برخى اجزا، صرفه جویى زیاد در میزان فولاد مصرفى در اسکلت و پى، حائل صدا و رطوبت و به ویژه عایق حرارت بودن، افزایش مؤثر فضاى مفید داخل بنا، قابلیت هاى گوناگون کار پذیرى، انعطاف و تنوع در اشکال، سادگى، و سرعت و سهولت در حمل و اجرا، کاهش خستگى بنا و پایانى مناسب در برابر عوامل آسیب زا .نیز مى توانند از مزایاى بهره گیرى تجربه شده از این بتن ها با موارد کاربرى متعدد در ساخت و سازها باشند. بدیهى است تکیه بر این راهکار محورى در رویکردى منسجم و نظام یافته و با توجه به مجموعه موارد فنى، اقتصادى و اجرایى، نه تنها به معنى کم بها دادن به سایر عوامل مؤثر در ایمن و مقاوم سازى بناها و مجموعه فن آورى هاى مربوط به آن نخواهد بود بلکه ضمن جبران نسبى بسیارى کاستى ها در دیگر زمینه ها به ارتقا و افزایش کارآیى دیگر راهکارهاى مقتضى نیز می انجامد.

بتن های سبک اغلب داراى ویژگى هاى مطلوب کار پذیرى چون قابلیت هاى برش، تراش و پذیرش میخ، پیچ، رول-پلاک و کورپى، امکان مرمت و نیز عبور تأسیسات و نصب و اجراى چارچوب ها و درب و پنجره و تزئینات و پوشش ها و رنگ هاى مقتضى و توان پذیرش پوشش ها و نماهاى مختلف را داراست و ضمن عدم نیاز به اندودهاى سنگین اضافى، امکان تطبیق با طرح هاى گوناگون معمارى را از جمله در سطوح و احجام منحنى در کاربرى های مختلف دارا می باشد.

2-6-1) مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی

آنچه مسلم است اینست که دانسیته بالای بتن معمولی بعنوان یکی از محدودیت های آن بشمار می رود و کاهش آن با تولید بتن سبک می تواند گامی مهم در رفع این محدودیت تلقی شود. بعلاوه بتن های سبک عموماً دارای خواص مهندسی ویژه ای هستند که کاربرد آنها را در بخش ساختمان ارجح می نماید. در ادامه مهمترین مزایای بتن سبک در مقایسه با بتن های معمولی ارائه خواهد شد.

سبک بودن

بار مرده در ساختمان که ناشی از وزن سازه می باشد بخش مهم و اصلی نیروی وارده به اجزای باربر در یک سازه تلقی می شود و لذا کاهش آن منجر به کاهش نیروهای وارده و لذا کاهش وزن اسکلت فلزی و دیوار ها شده و کاهش مخارج فونداسیون و پی را بدنبال خواهد داشت. از طرفی دیگر وزن کمتر سازه باعث کاهش نیروی منتقل شده به سازه از طریق زلزله و کاهش احتمال خسارات مربوط به آن خواهد شد. سبکی اجزای بتنی سهولت در حمل و نقل و نصب قطعات پیش ساخته را نیز بدنبال خواهد داشت.

عایق گرما

مقاومت حرارتی بالاتر این بتن ها باعث کاهش سرعت انتقال حرارت در آنها شده و منافع متعددی را بدنبال خواهد داشت. یکی از این موارد کاهش تلفات انرژی می باشد. این موضوع هم در انتقال حرارت از داخل به خارج از ساختمان در فصل زمستان و هم انتقال حرارت از خارج به داخل ساختمان در فصل تابستان مطرح خواهد بود. انتقال حرارت در جامدات با مکانیزم هدایت صورت می گیرد و ضریب هدایت حرارتی معیاری از رسانائی حرارتی آنها تلقی می شود که با علامت k و با دیمانسیون W/m.K در سیستم SI ارزیابی می گردد. مقدار k برابر با 1 به این معنی است که چنانچه دو طرف دیواری به مساحت 1 متر مربع و ضخامت 1 متر اختلاف دمائی برابر با 1 درجه کلوین (یا سانتی گراد) داشته باشد گرمائی برابر با 1 ژول را در هر ثانیه منتقل خواهد کرد. ژول واحد انرژی و معادل با N.m است که کمی کمتر از 25/0 کالری خواهد بود. ضریب هدایت حرارتی مواد در محدوده گسترده ای با اختلاف 10⁵ برابر از 3400 برای الماس خالص و 400 برای مس که فلزی با هدایت حرارتی خوب محسوب می شود تا 038/0 برای پشم شیشه که ایزوله حرارتی خوبی محسوب می شود تغییر می نماید. بتن با ضریب هدایت حرارتی بتن معمولی 2-1 و گچ 5/0 و بتن های سبک در چگالی پائین کمتر از 2/0 است. این بدین معنی است که در شرایط یکسان، دیواری با ضخامت 1/0 متر از بتن سبک معادل دیواری به ضخامت 1 متر از بتن معمولی در مقابل انتقال حرارت مقاومت خواهد کرد.

از طرف دیگر عایق بودن این بتن ها باعث کاهش سرعت تغییرات حجمی در اثر تغییرات دمائی شده و مقاومت آنها را در مقابل سیکل های حرارتی و یخبندان افزایش می دهد. عایق بودن حرارتی باعث خواهد شد تا سرعت انتقال حرارت به داخل این بتن ها کاهش یابد و لذا تنش های وارده ناشی از تغییرات حجمی در اثر تغییر شکل های پلاستیکی موضعی تعدیل شود. همچنین این خاصیت فیزیکی باعث افزایش مقاومت این بتن ها در مقابل آتش می گردد.

عایق صوتی

ساختار پفکی این بتن ها باعث قابلیت جذب صوت در آنها شده و لذا کاربرد های آکوستیکی را برای آنها ایجاد می نماید.

قابلیت برش

انجام عملیات تأسیساتی و برش بر روی این بتن ها عموماً بمراتب بهتر از بتن معمولی میسر است که در کاربرد های ساختمانی از اهمیت زیادی برخوردار است.

2-6-2) انواع بتن سبک

در یک تقسیم بندی کلی می توان انواع بتن سبک را به دو گروه متکی بر سبکدانه بجای سنگدانه و متخلخل یا سلولی تقسیم بندی نمود. در گروه اول انواع گوناگون سبکدانه های طبیعی و یا صنعتی بجای سنگدانه مورد استفاده قرار می گیرد و در گروه دوم ایجاد چگالی پائین در بتن بر مبنای ایجاد تخلخل در خمیر سیمان صورت می گیرد. وزن مخصوص فضایی بتن سبک بستگی به روش ساخت، مقدار و انواع اجزای متشکله آن دارد. تمام بتن‌های سبک، وزن مخصوص کم خود را مدیون همراه داشت هوا در ساختمان داخلیشان هستند. بتن فوق سبک با وزن فضایی 300 تا 1000 کیلوگرم در متر مکعب را برای گرمابندی و به عنوان پرکننده می‌توان مورد استفاده قرار دارد. مقاومت بتن سبک به وزن مخصوص آن بستگی دارد به طوری که هر چه وزن مخصوص زیادتر شود مقاومت آن افزایش می‌یابد. البته نحوه به عمل آوردن قطعات بتنی ساخته شده، روش ساخت، دانه‌بندی و مقادیر اجزای متشکله آن در این امر مؤثرند.

2-6-3) بتن سبک سبکدانه

در این نوع بتن ها از انواع گوناگون سبکدانه بجای سنگدانه برای ایجاد دانسیته پائین استفاده می شود. این مواد سبکدانه ممکن است در حالت طبیعی و یا در فرآیند های صنعتی تولید شوند. پامیس یکی از مهمترین سبکدانه های طبیعی محسوب می شود که منابع معدنی آن در مناطق متعددی از ایران وجود دارد. پوکه معدنی فاروج یکی از منابع معدنی سبک دانه پامیس در استان خراسان تلقی می شود. لیکا، پرلیت و دانه های پلی استایرن نیز تعدادی از مهمترین سبکدانه های صنعتی مورد استفاده در تولید بتن سبک هستند. مهمترین انواع این بتن ها در گروه بتن های متکی بر استفاده از سبکدانه شامل بتن سبک لیکا، بتن سبک پرلیتی، بتن سبک پلی استیرن و بتن سبک پوکه ای می باشد که در ادامه به توضیح هر کدام پرداخته خواهد شد.

بتن سبک لیکا

امروزه دانه هاى سبک خاک رس منبسط شده در بیش از 30 کشور جهان با نامهاى تجارى گوناگون تولید و عرضه مى شوند. در اروپا و آمریکا این دانه ها را با عناوینى نظیر لایتگ، لیکا، آگلایت و آرژکس مى شناسند. این دانه ها به طور مشابه در ایران با نام لیکا تولید مى شوند. ویژگى هاى این دانه ها باعث شده است تا در طیف وسیعى از کارهاى عمرانى و صنعتى به کار روند.

لیکا[1] که مخفف "مصالح رسی منبسط شده سبک" در زبان انگلیسی است یکی از سبک دانه های مهم صنعتی تلقی می شود. برای تهیه این دانه های سبک از کوره های گردان استفاده است. رس با دانه هایی به ریزی صفر تا دو میکرون در دمای بالاتر از 1000 درجه سانتی گراد در این کوره ها حرارت می بینند و گازهای ایجادشده در داخل آنها منبسط می شوند و هزاران سلول هوای ریز تشکیل می دهند. با سردشدن این مصالح سلول های فوق باقی می مانند و سطح آنها سخت می شود. خواص لیکا باعث شده است تا بتن سبک لیکا کاربردهای فراوانی داشته باشد. یکى از روشهاى تهیه دانه هاى سبک استفاده از کوره گردان است. وقتى برخى از انواع رس با دانه هایى به ریزى صفر تا دو میکرون در دماى بالاتر از 1000 درجه سانتى گراد در این کوره ها حرارت مى بینند، گازهاى ایجاد شده در داخل آنها منبسط مى شوند و هزاران سلول هواى ریز تشکیل مى دهند. با سرد شدن مصالح، این سلولها باقى مى مانند و سطح آنها سخت مى شود.

مهم ترین ویژگى هاى لیکا عبارتند از : وزن کم، عایق حرارت، عایق صوت، بازدارنده نفوذ رطوبت، مقاومت در برابر یخ زدگى، تراکم ناپذیرى تحت فشار ثابت و دائمى، فسادناپذیرى، مقاوت در برابر آتش و PH نزدیک به نرمال. وزن کم این دانه ها و در نتیجه هزینه حمل پائین آن باعث شده است تا از لیکا در پر کردن فضاهاى خالى استفاده شود. در کاربردهاى خاص نظیر زیر سازى ساختمان و تسطیح و شیب بندى بام، خواص عایق حرارتى و دوام لیکا مشخصات فنى مناسبى براى آن فراهم مى کند. در راهسازى نیز از تراکم ناپذیرى لیکا براى کنترل نشست پلاستیک بسترهاى سست استفاده مى شود. همچنین جذب آب مناسب ، تخلخل و دوام لیکا آن را براى کشاورزى بدون خاک مناسب ساخته است. همین خواص باعث شده است تا در تصفیه فاضلابهاى خانگى از فیلترهاى ساخته شده از لیکا استفاده شود.

خواص لیکا باعث شده است تا بتن سبک لیکا کاربردهاى فراوانى داشته باشد. مهم ترین ویژگى هاى بتن لیکا عبارتند از:وزن کم، سهولت حمل و نقل، بهره ورى بالا هنگام اجرا، سطح مناسب براى اندود کارى، مقاومت و باربرى در شرایط خاص، عایق حرارت، مقاومت در برابر آتش، عایق صدا ،‌مقاومت در برابر یخ زدگى، بازدارندگى در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهکى.

متناسب با وزن و مقاومت مورد نظر از بتن سبک لیکا به عنوان پر کننده ، عایق و یا باربر استفاده مى شود. بتن لیکا مى تواند در جا ریخته شود و یا بصورت بلوک، اجزاى ساختمانى وسایر قطعات پیش ساخته بکار رود. در هر مورد متناسب با کاربرد و روش اجرا از دانه بندى هاى مناسب لیکا استفاده مى شود.

بتن هاى پر کننده و عایق اغلب در پى سازى و زیر سازى ساختمان، شیب بندى کف و بام، بلوک ها یا اجزاى دیوارهاى جدا کننده و محیطى غیرباربر به کار مى روند.

از بتن هاى سبک که البته عایق نیز هستند در ساخت اجزاى مقاوم نظیر بلوک هاى باربر، پانل هاى دیوارى و سقفى مسلح و نیز اسکلت بتن مسلح ساختمانها استفاده مى شود.

مهم ترین ویژگی های بتن لیکا وزن کم، سهولت حمل و نقل، بهره وری بالا هنگام اجرا، سطح مناسب برای اندودکاری، مقاومت و باربری در شرایط خاص، عایق حرارت، مقاومت در برابر آتش، عایق صدا، مقاومت در برابر یخ زدگی، بازدارندگی در برابر نفوذ رطوبت و دوام در برابر مواد آهکی می باشد. از بتن سبک لیکا به عنوان پرکننده، عایق و یا باربر استفاده می شود. بتن لیکا می تواند درجا ریخته شود و یا به صورت بلوک، اجزای ساختمانی و سایر قطعات پیش ساخته به کار رود. در هر مورد متناسب با کاربرد و روش اجرا از دانه بندی های مناسب آن استفاده می شود. بتن های پرکننده و عایق اغلب درپی سازی و زیرسازی ساختمان، شیب بندی کف و بام، بلوک ها یا اجزای دیوارهای جداکننده و محیطی غیرباربر به کار می روند.

جدول کاربردهاى لیکا بر حسب اندازه دانه ها

بتن سبک لیکا از مخلوط کردن دانه هاى لیکا با سیمان و آب بدست مى آید-دوغاب سیمان عمل بهم چسباندن دانه ها به یکدیگر و ایجاد پیوستگى در دانه هاى لیکا را انجام مى دهد. افزایش ماسه بافت بتن را پیوسته تر و در نتیجه تخلخل را کاهش مى دهد. با این عمل حجم هواى داخل بتن کاهش و در عوض استحکام ساختار بتن افزایش پیدا مى کند. این نوع بتن ساخته شده از سیمان، لیکا، ماسه و آب، بتن نیمه سبک نامیده مى شود. این دو نوع بتن اصولأ براى نیل به هدف سبک کردن در صنعت ساختمان به کار گرفته مى شوند. مصرف لیکا ضمن کاهش وزن فضایى بتن ضریب هدایت حرارتى بتن را نیز بشدت کاهش مى دهد.

بتن سبک پرلیتی

این بتن ها با استفاده از پرلیت بعنوان تمام یا بخشی از سنگدانه تولید می شوند. پرلیت یک سبکدانه صنعتی تلقی می شود که توسط حرارت در کوره های مخصوص تولید می شود. در ادامه جزویات کاملی راجع به این ماده مهم صنعتی که مصرف آن در ساختمان نیز حائز اهمیت بالائی است آورده می شود.

بتن های سبک متخلخل یا سلولی

در این نوع بتن ها کاهش دانسیته با ایجاد تخلخل در خمیر سیمان روی می دهد. برای این منظور از دو روش عمده استفاده می شود. در یک روش از عوامل حباب ساز در مخلوط طرح اختلاط بتن استفاده شده و محصول را بتن گازی گویند و در روش دوم تخلخل با استفاده از حباب های خارجی (کف) که توسط ماشین کف ساز یا فوم ژنراتور تهیه شده است ایجاد می شود که با عنوان بتن کفی یا فومی یا هوادار شناخته می شود.

بتن سبک گازی

سبک سازی در این نوع بتن بر مبنای ایجاد حباب های گازی استوار است. این حباب ها در هنگام گرفتن دوغاب سیمان در بتن درست می شود و بدین ترتیب دوغاب سیمان هنگام گرفتن پف کند تا پس از گرفتن بتن سبک ایجاد شود. برای ایجاد گاز در این بتن از پودذ آلومینیم استفاده می‌شود. در گذشته از کاربید کلسیم (CaC₂) + آلومینیوم و همچنین کلرورکلسیم (CaCl₂) + آب اکسیژنه (H₂O₂) هم به این منظور استفاده می‌شد. با مصرف پودر آلومینیوم در بتن، گاز هیدروژن و با کاربید کلسیم، گاز استیلن (C₂H₂) و آب اکسیژنه، گاز اکسیژن ایجاد می‌شود. چون گاز استیلن می تواند مشتعل شود و آب اکسیژنه نیز گران است امروزه از این دو روش درتولید این نوع بتن سبک استفاده نمی‌شوند.

برای ساختن هر مترمکعب از این بتن 5/0 کیلوگرم پودر آلومینیوم + 400 کیلوگرم ماسه سیلیسی + 140 کیلوگرم پودر آهک زنده + 35 کیلوگرم سیمان را مخلوط می‌کنند تا مخلوط همگنی بدست آید. سپس آب اضافه می شود. در این مرحله واکنش های شیمیائی شروع شده و بتن شروع به پف کردن و انبساط می نماید. در این مرحله تقریباً حجم تا 3 برابر افزایش می یابد. محصول پس از برش توسط سیم برش به اتوکلاو با 8 تا 10 بار (آتمسفر) فشار بخار‌ آب و دمای 230 درجه سانتی گراد منتقل می شود. در این فشار آهک زنده می‌شکفد و در رویه دانه‌های ماسة سیلیسی اثر می‌کند و سیلیکات کلسیم ایجاد می‌شود (مانند آجر ماسه آهکی). پودر آلومینیوم هم در این فشار بخار آب با آهک شکفته ترکیب شده و گاز هیدروژن آزاد می‌گردد. واکنش مربوطه بصورت زیر است:

2Al + 3Ca(OH)₂ = Al₂O₃.3CaO + 6H

گاز هیدروژن آزاد شده در بتن جا می‌گیرد و آن را پوک می‌کند. این نوع بتن گازی Ytong نام دارد و دارای وزن فضایی تا kg/m³770، جای خالی 65% حجم بتن، تاب فشاری 28 روزة N/mm² 6، آبمکی پس از 24 ساعت ماندن زیر آب 2% حجم بتن، اندازة جمع شدن آن پس از 60 روزmm17/0 در هر متر است.

سیپورکس[3] که نام آن از حرفهای آغاز واژه‌هایSilic Pore Expansion گرفته شده است نیز گونه ای دیگر از این نوع بتن می باشد. برای ساختن هر مترمکعب آن، بسته به جنس سیلیس و آهک، حدود 200 کیلوگرم سیمان + 350 کلیوگرم ماسة سیلیسی ریزدانه + 100 کیلو گرم آهک + 300 تا 500 گرم پودر آلومینیوم + کمی افزونه‌های دیگر استفاده می شود و آن را در اتوکلاو زیر 10 آتمسفر فشار بخار آب و تا 180 درجه سانتی گراد قرار می دهند.

بتن سبک کفی

این نوع بتن پیش از جنگ جهانی دوم اختراع شد و گسترش یافت و بجای بتن گازی مصرف می‌شود. با یک روش ارزان و ساده می‌توان در همه جا بتن کفی با وزن فضایی kg/m³ 1600 - 600 ساخت. این بتن از ترکیب سیمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد های مختلـف (بسـته به نیاز) تشــکیل می شـود و می توان از آن بصورت در جا و یا در قالبهای مختلف استفاده نمود. ضمناًً هر گونه نازک کاری براحتی روی آن قابل اجراست و چسبندگی بسیار خوبی با سیمان و گچ دارد. بتن کفی در ساختن تیغه و دیوار سبک و شیب دادن بامهای افقی و بارگذاری سبک، همچنین برای صدابندی و گرمابندی مصرف می‌شود. باید از این روش در جاهایی مانند کنارة دریای مازندران، کنارة خلیج فارس، خوزستان، کرمان، بلوچستان، کنارهای کویر و جاهای دیگر که ماسه بادی فراوان است بهره‌گیری کرد. بتن کفی را می‌توان به شکل آجر سبک و بلوک هم ریخت. با بتن کفی شن سبک هم ساخته می‌شود. با توجه به اینکه این بتن در پروژه بعنوان بهترین نوع بتن سبک برای تولید در محدوده های غیر سازه ای، نیمه سازه ای و سازه ای انتخاب گردیده است بحث تئوری مفصلی راجع به آن در بخش 2-7 بیان خواهد شد.

بتن فومی یکی از مواد مهندسی جدیدی است که کاربرد های گوناگون آن در مهندسی عمران روز بروز در حال افزایش است. امروزه محدوده مصرف این بتن از مصرف در ساختمان پا فراتر نهاده و در مصارف جدیدی از جمله در نگهداری معادن، راه سازی و پایدار سازی خاک[5] راه یافته است. این نوع بتن پیش از جنگ جهانی دوم اختراع شد و گسترش یافت و امروزه بجای بتن گازی مصرف می‌شود. با یک روش ارزان و ساده می‌توان در همه جا بتن کفی با وزن فضایی kg/m³ 1600 - 400 ساخت. برای تولید این بتن نیازی به کارخانه بزرگ و امکانات زیاد مانند اتوکلاو (شرایط بخار در دمای بالا همراه با فشار) وجود ندارد. این بتن از ترکیب سیمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد های مختلـف (بسـته به نیاز) تشــکیل می شـود و می توان از آن بصورت در جا و یا در قالبهای مختلف استفاده نمود. بتن کفی می تواند بخوبی به طبقات و یا فواصل دورتر پمپ شود. از این بتن می توان در تمام بخش های ساختمان استفاده نمود. ممکن است در کف ساختمان بعنوان ایزوله حرارتی و همچنین بعنوان پرکننده و یا شیب بندی از بتن کفی استفاده شود. بتن کفی در چگالی مناسب و در مقاومت لازم می تواند در قطعات بعنوان بتن مسلح نیز بکار رود. ضمناًً هر گونه نازک کاری براحتی روی آن قابل اجراست و چسبندگی بسیار خوبی با سیمان و گچ دارد. بتن کفی در ساختن تیغه و دیوار سبک و شیب دادن بامهای افقی و بارگذاری سبک، همچنین برای صدابندی و گرمابندی مصرف می‌شود. تولید این نوع بتن در جاهایی مانند کنارة دریای مازندران، کنارة خلیج فارس، خوزستان، کرمان، بلوچستان، کنارهای کویر و جاهای دیگر که ماسه بادی فراوان است بخوبی می تواند صورت پذیرد. بتن کفی را می‌توان به شکل آجر سبک و بلوک هم ریخت. با بتن کفی پوکه سبک هم ساخته می‌شود. 20 تا 70 درصد حجمی این بتن از هوا تشکیل شده است. وجود حباب های هوا مانند ساچمه هائی در داخل بتن بوده و اثری شبیه به مکانیزم بولبورینگ[6] را باعث میگردد و بدین سان این بتن روانی بالائی را خواهد داشت. بتن کفی مناسب ترین نوع بتن برای مصرف بسیاری از محصولات جانبی و ضایعات کارخانجات[7](RAS) که بصورت پودری هستند و اثر مخربی بر مقاومت ندارند خواهد بود.

مواد خام مورد نیاز برای تولید بتن سبک کفی

مواد لازم برای تولید این بتن شبیه به بتن معمولی است و لازم است ماسه در دانه بندی مناسب انتخاب شود و فوم یا کف در سیستم فوم ژنراتور تولید و به میکسر مربوطه وارد شود. بنابر این می توان مواد لازم را شامل ماده کف کننده، سیمان، آب، مصالح و افزودنی ها دانست.

ماده کف کننده از مواد فعال[8] سطحی بوده و به دو دسته طبیعی (پروتئینی) و مصنوعی[9] تقسیم می شود. این مواد در گروه های آنیون – کاتیون (نمک های سدیم اسید های کربن و نفتالین) و فعال کاتیونی (آمین ها و فرآورده های آن) و غیر یونی (فرآورده هائی از الکل پلی اتیلن در انواع OP-7 و OP-10) می باشند. مواد کف زا با محلول های یونی SSA به 5 گروه تقسیم می شوند که در جدول زیر آمده است.

مواد کف زا از ضایعات کشتارگاه ها، صنایع چرم سازی، صابون سازی و . . . نیز می توانند تولید شوند. این مواد نمی توانند به مدت طولانی انبار شوند و لازم است بصورت تازه مصرف شوند. مواد کف زای مصنوعی در شرایطی کنترل شده تولید و طول عمر بیشتری داشته و زمان نگهداری آنها می تواند طولانی تر باشد اما اغلب به دلیل وجود یون کلر برای بتن های مسلح نامناسب بوده و باعث خوردگی آرماتور می شوند. انتخاب ماده کف زا برای یک تولید خاص با توجه به ظرفیت تولید، روش اختلاط و شرایط محیطی می بایست انتخاب گردد.

مصالح مصرفی در تولید این بتن ماسه سیلیسی با دانه بندی مناسب است. برای چگالی های پائین لازم است این ماسه ریزدانه باشد بطوری که در چگالی های کمتر از 800 می بایست اندازه بزرگترین دانه ماسه از 2 میلی متر تجاوز ننماید. در چگالی های بالاتر می توان از دانه های با اندازه بیشتر و تا 4 میلی متر نیز استفاده نمود. لازم است الزامات استاندارد ASTM به شماره 77-8736 رعایت شود و حداکثر رس از 3 درصد تجاوز ننماید.

حباب های هوا در بتن کفی بسیار ریز و حداکثر 4/0 – 3/0 میلی متر است. این حباب ها از یکدیگر جدا و لذا تخلخل ایجاد شده در بتن بصورت تخلخل مسدود خواهد بود. این موضوع باعث می گردد تا جذب آب این بتن علی رغم تخلخل بسیار بالای آن در حد مناسبی و حتی کمتر از آجر باشد. بتن کفی می تواند در چگالی 200 تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب تولید شود.

در سه دهه گذشته فناوری تولید بتن کفی در آلمان توسعه زیادی یافته است. استفاده از خاکستر بادی[10] که یک پوزولان فعال و از محصولات جانبی سوخت زغال سنگ است در بتن کفی در هند بخوبی گسترش یافته است و نتایج مناسبی را بدنبال داشته است. به این منظور خاکستر بادی 35 – 25 درصد از مواد جامدی مورد نیاز در طرح اختلاط را تشکیل می دهد. بتن کفی در چگالی های بالا در محدوده kg/m3 1800-1600 رفتار سازه ای داشته و می تواند تا مقاومت kg/cm2 250 را ایجاد نماید. این نوع بتن ها تحت عنوان بتن های سبک با مقاومت بالا[11] شناخته می شوند. بتن های کفی کیفی (HPCC)[12] بر مبنای بکارگیری مصالح ویژه در طرح اختلاط می توانند مقاومت های فشاری بالائی را ایجاد نمایند. امروزه دستیابی به مقاومت Mpa 3/48-5/34 (psi 7000-5000) در چگالی kg/m³ 1522-1041 (lb/ft³ 95-65) بخوبی حاصل گردیده است. این موضوع در بدنه اصلی پروژه حاضر مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه شده است. جدول زیر انواع طرح اختلاط برای بتن سبک کفی معمولی در چگالی های گوناگون را نشان می دهد. میزان مصرف فوم مایع با توجه به جنس آن ممکن است تغییر یابد.

مهمترین مزایای بتن کفی

دوام – بتن کفی تقریباً عمر نامحدوددی دارد و ماده ای است که با گذشت زمان دوام خود را حفظ می نماید. دوام این بتن مانند سنگ بوده و تجزیه نمی شود.

سبکی – این بتن ضمن آنکه سبک است می تواند در چگالی های گوناگون نیز تهیه و تولید شود.

مقاومت به آتش – این بتن بخوبی در مقابل آتش مقاوم است و در کاربردهای خاصی که نگرانی از آتش سوزی در آن وجود دارد می تواند عملکرد عالی داشته باشد. آزمایشات نشان داده اند که قرارگیری این بتن در معرض شعله با دمای بالا اثر مخربی بر آن نداشته و بر خلاف بتن های معمولی هیچگونه خردشدگی و تخریبی را بدنبال ندارد.

اثر تهویه ای – با توجه به تخلخل موجود در این بتن و همچنین ضریب هدایت حرارتی پائین اثر تهویه ای عالی را ایجاد می نماید. این بتن از تلفات حرارتی در زمستان جلوگیری، ضد رطوبت، از افزایش دمای بالا در تابستان جلوگیری و با جذب و آزاد کردن رطوبت، میزان رطوبت نسبی هوا را کنترل می نماید که منجر به هوای مطبوع می گردد.

دوست محیط زیست – نگهداری از این بتن با گذشت زمان منجر به هیچ آلودگی زیستی نشده و بعد از چوب، در مقام دوم قرار دارد.

جدول 5 : ضریب هدایت حرارتی فوم بتن سب

ضریب هدایت حرارتی W/m.K

چگالی Kg/m3

065/0

07/0

084/0

09/0

095/0

10/0

115/0

13/0

15/0

175/0

205/0

23/0

27/0

305/0

345/0

39/0

435/0

300

350

400

450

500

550

600

700

800

900 1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

کاربرد بتن سبک کفی در ساختمان

- شیب بندی پشت بام

بهترین مصالـح به لـحاظ سبـکی، محکمی و همچنین اقتــصادی بـرای شیـب بندی، بتن کفی می باشد و می توان آن را به صورت یکپارچه استفاده نمود (بتن با وزن 300 الی 400کیلوگرم بر متر مکعب).

کف بندی طبقات

از این بتن می توان بعد از اتمام کار تأسیسات،‌ تمامی کـف طبقات و محوطه و بالــکن ساختمان را با آن پوشانید و عملیات بعدی را روی آن انجام داد (بتن با وزن 300 الی 400 کیلو گرم).

بلوکهای غیر باربر

با بــلوکهای تو پـر از این بتن می تــوان (بـا ابـعاد دلخـواه) تــمام تیغـه بنـدیهـا و دیوارهای جــدا کنــــنده ساختـمان را بـا استفاده از چسب بتن یـا ملات بتن انجام داد. با استفاده از این بلوکها علاوه بر جلوگیری ازسنگین شدن ساختمان، عملیات حمل و نصب نیز بسیار سریع صورت می گیرد و دستمزد کمتری هزینه می شود و پـس از اجـرای صحـیح دیــوار می توان مستقیـماً روی آن گچ یا دیگر پوششهای دلخواه را انجام داد ( وزن مخصوص 600 الی 800 کیلو ).

دیوار های جدا کننده یکپارچه و بلوک های جداکننده و پانل های سبک

یکی از متداولترین مصالح ساختمانی مورد استفاده در صنعت ساختمان ایران در نیم قرن گذشته انواع بلوک و پانل های سیمانی و همچنین آجر و بلوک سفالی می باشد که به لحاظ وزن و روش تولید سنتی از کیفیت مطلوبی برخوردار نبوده است. همگام با پیشرفت تکنولوژی و همچنین وضع استانداردهای جدید جهانی در این صنعت و با نگرش جدی تر به فاکتورهای زیست محیطی، مصرف انرژی، سهولت تولید و اجرا و ایمنی، صرفه اقتصادی و عامل رفاهی، امروزه استفاده از اینگونه مصالح سنتی کم کم در حال منسوخ شدن بوده و بهترین گزینه جایگزین استفاده از انواع بتن سبک به خصوص بتن های سبک هوادار (بتن کفی و گازی) و همچنین بتن سبک دانه می باشد که خوشبختانه با همت مهندسان و معماران بخش ساختمان و پشتیبانی دست اندرکاران دولتی و مراجع علمی استفاده از آنها در کشورمان در حال فراگیر شدن است. از این بتن می توان پنـلهای جدا کننـده مسلح ساخـت که برای دیوار محوطه، نماهای ساختمـان، دیـوار سوله کاربرد دارد. همچنین بعلـت خصوصـیات عایـق بودن این بتــن می توان از آن برای دیوارهای سرد خانه ها، گرم خانه ها (موتور خانه)، سالنهای ضد صدا بصورت یکپارچه با قالب بندی عمودی استفاده نمود (وزن مخصوص 1200 کیلوگرم بر متر مکعب).

کاربرد های دیگر بتن سبک کفی عبارتند از:

عایق سازی لوله های حرارتی و برودتی.

عایق سازی لوله های گاز و کابلهای برق.

جایگزین بتن سبک هوادار بجای خاک در پشت دیوارهای حائل.

پوشش سازه های زیر زمینی بجای خاک مانند کانال های زیر زمینی.

استفاده در راه، پل، تونل، فرودگاه، سد سازی و ...

استفاده در ساخت فضاهای سبز.

ساخت قطعات تزئینی (مجسمه سازی).

قابلیت استفاده از بتن کفی درساخت ساختمانهای پیش ساخته.

ساختمان به طور مستقیم (به لحاظ سبکی ویژه این نوع بتن) و صرفه جویی در مصرف انرژی بطور غیر مستقیم (به لحاظ عایق بودن این نوع بتن در مقابل سرما و گرما و در نتیجه کاهش میزان مواد سوختی) تحت تأثیر عوامل مختلف ناشی از نوع بتن به کار رفته می باشد.

قطعات حجیم در کاربرد های نیمه سازه ای

طراحی آرماتور در بسیاری از قطعات سیمانی با توجه به ورن قطعه[13] و فرآیند تولید و حمل و نصب آن صورت می گیرد. با توجه به سبک شدن ناشی از بکار گیری این بتن در ساخت این قطعات می توان بخوبی در تولید قطعات حجیم بتنی در کاربرد های نیمه سازه ای مانند نیوجرسی و دیوار حصار از این بتن استفاده نمود.

کاربردهای سازه ای

آخرین دستاوردهای علمی نشان از امکان استفاده از بتن کفی در کاربردهای سازه ای دارد. یکی از مراکزی که تحقیقات گسترده ای در زمینه بتن کفی و کاربردهای آن نموده است مرکز فناوری بتن[14] ، CTU در انگلستان است. این مرکز توسط صنایع و مؤسسات دیگری از قبیل DETR، DTIو WRAPحمایت مالی می شود. تحقیقات گوناگونی در این مرکز انجام شده است که مهمترین آنها تحقیقات پروفسور هیر و همکارانش[15] در سال 1999 در مطالعه رفتار سازه ای بتن کفی بوده است. نتایج این تحقیق 18 ماهه نشان می دهد که بتن کفی بخوبی قابلیت ایجاد رفتار سازه ای را دارد. تحقیقات و مطالعات این مرکز همچنین نشان می دهد که بتن کفی ماده ای عالی برای مصرف بسیاری از ضایعات پودری و میکرونیزه صنایع[16] که می توانند منجر به آلودگی محیط زیست شوند می باشد.

بتن سبک تا کنون ( در ایران ) بصـورت سنتی و با استفاده از دانه های سبک وزن مانند پوکه های معـدنی ،‌پوکه صنـعتی وبتن سبک گازی تولید شده است و هر کدام از نظر جذب رطوبت ، تخریب طبیعت و ... معایبی دارند. ولی در حال حاضر در دنیا نوعی بتن سبک با تزریق حباب هوا به مخلوط ماسه و سیـمان تولید مـی شود که علاوه برهر چه سبکتر شدن بتن ، ساز گاری کامل با طبیعت و محیط زیست را دارا می باشد.
امروزه در دنیای صنعت ساختـمان با وجـود بتن سبک دارای تــحولاتی شـده که متاسـفانه در کشـور ما به چشـم نمی خورد.

بتن سبک هوادار

بتن سبک تا کنون ( در ایران ) بصـورت سنتی و با استفاده از دانه های سبک وزن مانند پوکه های معـدنی ،‌پوکه صنـعتی وبتن سبک گازی تولید شده است و هر کدام از نظر جذب رطوبت ، تخریب طبیعت و ... معایبی دارند. ولی در حال حاضر در دنیا نوعی بتن سبک با تزریق حباب هوا به مخلوط ماسه و سیـمان تولید مـی شود که علاوه برهر چه سبکتر شدن بتن ، ساز گاری کامل با طبیعت و محیط زیست را دارا می باشد. امروزه در دنیای صنعت ساختـمان با وجـود بتن سبک دارای تــحولاتی شـده که متاسـفانه در کشـور ما به چشـم نمی خورد.

استفاده از بتن سبک در ساختمان از دو جهت حائز اهمیت است :

اولاً‌: سبک کردن وزن ساختمان

ثانیا: صرفه جویی در مصرف انرژی که به لحاظ اقتصادی نیز جایگاه خاصی دارد.

از بتن سبک ( فوم سٍم) جـهت مصـارف مختلف در ساختـمان می توان استـفاده کرد چرا که می توان از آن به لحـاظ خواص فیزیکی منحصر بفردش بتنی عایق ، با کیفیت و همچنین با مقــاومت لازم ارائه کرد . این بتن از ترکیب سیمان ، ماسه ، آب و فــوم با درصـد های مختلـف ( بسـته به نیاز) تشــکیل می شـود که با یـک سری دستگا ه های مخصوص آماده می گردد و می توان از آن بصورت در جا و یا در قالبهای مختلف استفاده نمود . از این نوع بتن می توان ، بتنی با وزن مخصوص 300 الی 1600 کیلو گرم برمتر مکعب ساخت . ( بتن معمولی حدود 2400 کیلو گرم بر متر مکعب می باشد) ضمناً‌هر گونه نازک کاری براحتی روی آن قابل اجراست و چسبندگی بسیار خوبی با سیمان و گچ دارد.

خصوصیات بتن سبک:

صرفه جویی اقتصادی : استفاده از بتن سبک ( فوم سٍم ) مخارج ساختمـان را به میزان قابل توجـه ای کاهش می دهد که می توان از دو جهت بررسی نمود:

‌کاهش بار مرده ساختمان : این عامل باعث کاهش هزینه اسکلت و همچنین فنداسیون می گردد . نکته : کاهش بار مرده ساختمان ، خسارت کمتری در زمان زلزله در پی خواهد داشت.

صرفه جویی در مصرف انرژی : با توجه به راحتی در عمل بریدن و سوراخ کردن این نوع بتن شاهد کاهش هزینه اجرا تاسیسات خواهیم بود و در زمان بهره برداری از ساختـمان نیز بعلت عایق بودن بدنه ساختمان ، کاهش هزینه قابل توجه ای در بر خواهد داشت .

عایق گرما ، سرماو صدا: بتن سبک ( فوم سٍم ) بعلت پائـین بودن وزن مخصوص و همـچنین متخلخل بودن آن یک عایـق مناسب برای گرما ، ســرما و صـدا می باشد و به همیـن علت باعث صرفه جـویی در استفاده از وسائل گرما زا وسـرما زا می گردد .( ضریب انتقال حرارت فوم سٍم بین 65./0 تا 5/. می باشد ولی بتن معمولی بین 3/1 تا 7/1 است)همچنین عایق صدابودن این نوع بتن باعث جلوگیری از ورود صداهای اضافی می گردد که بعنوان یک فاکتور فاهی مورد توجه طراحان می باشد.

مقاوم در مقابل یخ زدگی : یکی ازخصوصیات این بتن عدم نفوذ پذیری آب( رطوبت) در آن می باشدکه خود باعث عدم یخ زدگی و فرسایش ناشی از آن می گردد و در نتیجه دارای طول عمر بیشتری برای مناطق سردسیر می باشد .

مقاوم در مقابل آتش : این نوع بتن ( فوم سٍم ) در مقابل آتش مقاومت فـوق العاده ای دارد ، بطوریکه یـک دیوار با ضخامت 8 سانتی متر با وزن مخصوص 600 تا 800 کیلو می تواند تا 1200 درجه سانتیگـراد را تحمل نماید و قاعد تاًدر وزن های کمتر غیرقابل احتراق می باشد .

سهولت در حمل ونقل قطعات پیش ساخته : قطعات پیش ساخته با بتن سبک نسبت به قطعات بتنی معمولی هزینه ی ترانسپورت کمتری دارد و همچنین نسبت آنهاآسانتر است . قابل برش بودن : این نوع بتن در وزنهای 600 الی 900 براحتی با اره بخاری بریده می شود که کارهای بنایی و همچنین سیم کشی وتاسیسات بسیار سریع و راحت صورت می گیرد .

بتن سبک EPS

برای اولین‏بار در کشور و با بهره‏گیری دانش فنی کشور آلمان, بتن سبک EPS توسط تولیدکنندگان ایرانی ساخته شد. بتن EPS که در سال 1349 برای اولین بار توسط مهندس شهربراز فرح مهر (پدر بتن ایران) وارد کشور شد, توسط این متخصص صنعت بتن طراحی و با استفاده از ماشین‏آلات داخلی ساخته شد. این محصول که مخلوطی از سه ماده سیمان, ماسه و گرانول EPS است. در وزن‏های مختلفی اعم از 450 کیلو و 1500 کیلو در مترمکعب قابل ارایه برای ساختمان‏سازی است. گفته می‏شود؛ محصول فوق ضد حریق, ضد زلزله و با تبادل حرارتی بسیار عالی بوده و سبب تعدیل وزن تیرآهن و فونداسیون در ساختمان شده و توجیه اقتصادی بسیار بالایی خواهد شد. از دیگر مشخصات این محصول می‏توان به عایق صدا, سرعت عمل سه برابر آجر و سفال و عدم نیاز به خاک گچ و ملات ماسه و سیمان در نصب اشاره کرد. تولیدکنندگان این محصول معتقدند؛ تمامی جزئیات بتن سبک EPS در کشور فراهم شده و هیچ وابستگی به خارج در حال حاضر وجود ندارد. آنها همچنین, از تولید انبوه این محصول در آینده‏ای نه چندان دور و پس از به ثبت رسیدن آن به صورت روزانه خبر دادند. گفتنی است, ماشین‏آلات تولید این محصول نیز در صورت وجود امکانات مالی قابل تولید در کشور خواهد بود. لازم به ذکر است, استفاده از بتن EPS 30 تا 40 درصد هزینه‏های ساختمان را کاهش داده و از آنجایی که عایق حرارتی بوده, بهینه‏سازی مصرف سوخت را نیز به همراه خواهد داشت. محصول فوق قابلیت نصب رنگ روغن, پلاستیک , کنیتکس, چسب موکت و کاشی را نیز داراست.

کاربرد بتن سبک ( فوم سِم ) در ساختمان:

شیب بندی پشت بام :بهترین مصالـح به لـحاظ سبـکی ، محکمی و همچنین اقتــصادی بـرای شیـب بندی بتن فوم سٍم می باشد و می توان آن را به صورت یکپارچه استفاده نمود .(بتن با وزن 300 الی 400کیلو ) ·

کف بندی طبقات : با توجه به خصوصیات فوم سٍم می توان بعد از اتمام کار تا سیسات ،تمامی کـف طبقات، محوطه و بالــکن ساختمان را با آن پوشانیدوعملیات بعدی را روی آن انجام داد.(بتن با وزن 300 الی 400 کیلو گرم) ·

بلوکهای غیر بار بر : با بــلوکهای تو پـر فــوم ســٍم می تــوان( بـا ابـعاد دلخـواه ) تــمام تیغـه بنـدیهـا،دیوار های جــدا کنــــنده ساختـمان رابـا استفاده از چسب بتن یـا ملات بتن انجام داد.بااستفاده از اینبلوکهاعلاوه برجلو گیری ازسنگین شدن ساختمان،عملیات حمل ونصب نیزبسیار سریع صورت می گیرد و دستمزد کمتری هزینه می شود . و پـس از اجـرای صحـیح دیــوار می توان مستقیـماً روی آن گچ یا دیگر پوششهای دلخواه را انجام داد.( وزن مخصوص 600 الی 800 کیلو ) ·

دیوار های جدا کننده یکپارچه : از این بتن می توان پنـلهای جدا کننـده مسلح ساخـت که برای دیوار محوطه، نماهای ساختمـان ، دیـوار سوله و ...کاربرد دارد .همچنین بعلـت خصوصـیات عایـق بودن این بتــن می توان از آن برای دیوارهای سرد خانه ها ،گرم خانه ها( موتور خانه)سالنهای ضدصدا بصورت یکپارچه با قالب بندی عمری استفاده نمود.( وزن مخصوص 1200 کیلو )

کاربرد های دیگر بتن سبک ( فوم سِم ): عایق سازی لوله های حرارتی و برودتی · عایق سازی لوله های گاز و کابلهای برق · جایگزین بتن سبک هوادار بجای خاک در پشت دیوارهای حائل · پوشش سازهای زیر زمینی بجای خاک مانند کانال های زیر زمینی · استفاده در راه ، پل ، تونل ، فرودگاه ، سد سازی و ... · استفاده در ساخت فضاهای سبز · ساخت قطعات تزئینی ( مجسمه سازی ) · قابلیت استفاده ازبتن فوم سِم درساخت ساختمانهای پیش ساخت

برق، الکترونیک، الکتروتکنیک، مکاترونیک، پزشکی، کشاورزی

برق، الکترونیک، الکتروتکنیک، مکاترونیک، پزشکی، کشاورزی و

۶۴ مطلب با موضوع «ساختمان سازی» ثبت شده است

مرکز پخش انواع بلوک سبک ساختمانی به قیمت کارخانه

بتن سبک باپرلیت ورمکولیت

بتن سبک با ورمیکیولیت

ورمیکولیت با فرمول عمومى:

(Mg,Fe2+,Al,Ca,K)3(Al,Si,Fe3+)4O10(OH)2•4(H2O)

جدول 4-1 ترکیب عمومی پرلیت.

آب ترکیبی

TiO2

MgO

Fe2O3

CaO

Na2O

K2O

Al2O3

SiO2

5/2

3/0-2/0

5/0-1/0

5/1-5/0

2-5/0

4-9/2

4/5

17/11

76/72

زمین شناسی و پراکندگی پرلیت در ایران

بررسی وضعیت پرلیت در جهان و ایران

مصالح ساختمانی برای تولید قطعات پیش ساخته، پلاسترهای معمولی ساختمان، عایق های پرکننده، آجرهای عایق صدا.

باغبانی بصورت هیدروپونیک، اصلاح خاک و چمن، عامل رشد گیاهان و تولید بذر.

مصارف صنعتی بصورت پرکننده، عایق حرارتی، نسوز، مواد منفجره، جذب کننده، رنگ سازی، پلاستیک، لاستیک و گل حفاری.

کمک صافی و فیلترها در صنایع شیمیائی مربوط به تولید و تصفیه شکر، داروسازی، نوشیدنی ها و تصفیه آب.

در کشاورزی بعنوان عامل حاصلخیزی، ضد آفت، علف کش و خوراک دام.

چگالی کم پرلیت منبسط شده در گچکاری دیوار سبب کاهش انقباض و وزن و افزایش مقاومت در برابر آتش و خاصیت عایق بودن آن می شود.

TiO₂

Fe₂O₃

Na₂O

K₂O

Al₂O₃

SiO₂