بتن سبک هوادهی شده الیافی

 بتن سبک هوادهی شده الیافی

 بتن هوادهی شده یك گروه از مصالح ساختمانی است كه می تواند در ساخت سازه ها و با عایق بندی حرارتی  بالا   استفاده شود.

بتن سبک هوادهی شده الیافی

بتن سبک هوادهی شده الیافی

بتن هوادهی شده یك گروه از مصالح ساختمانی است

بتن هوادهی شده یک نوع از مصالح ساختمانی استمی توان در ساخت سازه ها و با عایق بندی حرارتی  خیلی بالا از آن استفاده کرد.

طرح اختلاط این بتن سبك حاوی سیمان پرتلند، خاكستر بادی (یا سایر مواد سیلیكاتی ) ، آهك، گچ، آب و  پودر (یا  خمیر) آلومینیوم می باشد. بتن هوادهی شده عموما اتوكلاو می شود تا در مدت زمان کوتاهی مقاومت مورد نیاز رابه دست آورد ، ازطرفی به آن بتن هوادهی شده اتوكلاو شده ( AAC     ) گفته شده است. به خاطر تمركز بیشتر بر بالابردن کیفیت بتن هوادهی شده، مواد مكمل سیمانی مانند سرباره، خاكستر بادی و دوده سیلیسی به طور فزآینده ای در دنیا مورد استفاده قرار می گیرد.  سوراخ های  موجود در بتن هوادهی عموما در دامنه وسیعی از ۱تا ۰٫۱ میلی متررویت میشوند و معمولا با افزودن  پودرآلومینیوم از % ۰٫۲ تا % ۰٫۵ (وزن سیمان) تشكیل می شوند. واكنش شیمیایی هیدروكسید كلسیم و آلومینیوم ، آزاد شدن گاز هیدروژن را در بر دارد که این واكنش با تغییرات حجمی زیادی (تا دو برابر) همراه است.
”  ۲ Al + 3Ca(OH )2 + 6H2O →۳CaO . Al2O3      .۶ H2O + 3H2   ↑”

مشخصه اصلی بتن هوادهی شده

تخلخل بالا و در نتیجه چگالی كمتر و مقاومت فشاری كمتر در مقایسه با بتن با وزن طبیعی     است.
طبق    ASTM C-1693  طبقه بندی بتن هوادهی شده بر اساس چگالی خشك بین ۴۰۰-   ۸۰۰          کلوگرم بر مترمکعب     و مقادیر مقاومت فشاری بین ۶و ۲ مگاپاسكال می باشد. ساختار متخلخل و منافذ هوا، خواص عالی حرارتی را ایجاد کرده است. ارزیابی     مقایسه ای از داده های انرژی نشان می دهد كه بتن هوادهی شده جایگزینی خیلی مناسب برای مصالح ساختمانی همچون  بتن یا آجر است و سبب كاهش انرژی تا ۴۰% (آجر) و% ۷۰ (بتن) می شود. مطالعات متعدد بر روی خواص حرارتی بتن هوادهی     شده انجام گرفته است که نشان میدهد رسانایی حرارتی بتن هوادهی شده با چگالی ۴۰۰ در حدود ۰٫۰۷ تا ۰٫۱۱ ( W/m-◦C   ) است كه در حدود ۲۰ تا ۱۰ برابر كمتر از رسانایی حرارتی بتن با وزن معمولی است.
  بتن سبک هوادهی شده الیافیبتن سبک هوادهی شده الیافی

نوع جدیدی از بتن هوادهی شده

بتن هوادهی شده الیافی (  FRAC   ) می باشد كه دارای مقادیر الیاف پلیمری مانند پلی پروپیلن است.
ببرای  اجتناب از آسیب دیدن الیاف پلیمری در دمای بالا، اتوكلاو از مراحل تولید  FRAC    حذف شده و عمل آوری در دمای کارگاه تولید و  انجام می شود. حذف فرآیند اتوكلاو ممكن است كاهش مقاومت و افزایش ناهمگونی در خواص بتن را در پی داشته باشد. به همین دلیل   FRAC    و   AAC    از ساختارهای متفاوتی برخوردار هستند. الیاف كوتاه با این حال اثر مثبتی در كنترل تركهای تشكیل شده در ساعات اولیه و یا بعدترکه به دلیل نیروهای مكانیكی یا چرخه های حرارتی و رطوبتی ایجاد میشوند دارد. بررسی ها نشان داده است كه افرودن الیاف پلی پروپیلن كوتاه به بلوک های سیمانی سبك وزن تا حد زیادی می تواند در بهبود خواص مكانیكی كمك كند.
“در این بررسی ها مشخص شده است که زمانی كه الیاف از ۰٫۴% به ۱٫۴% افزایش یابد، مدول شكست از ۳٫۲ به ۴٫۰ مگاپاسكال افزایش یافته و طاقت خمشی از  ۰٫۶   تا   ۱٫۲  نیوتن- متر افزایش یافته است.”

مواد تشكیل دهنده  FRAC

 سیمان پرتلند ، خاكستربادی، آب، خمیریا پودر آلومینیوم، الیاف پلی پروپیلن و مواد افزودنی شیمیایی است.
این مواد، وزن شده و با استفاده از یك سیستم اتوماتیك توزین ، در بچینگ مخلوط می شوند.
آب مورد استفاده تا حدود ۳۸ درجه سانتی گراد گرم می شود كه به منظور سرعت بخشیدن به فرآیند افزایش حجم بتن سبک است و تولید حرارت بیشتری را از طریق واكنش های گرمازا در ساعات اولیه در بر دارد. مخلوط تازه در قالب های بزرگ فولادی به اندازه ۸ متر در ۱٫۲ متر و با عمق ۰٫۶ متر ریخته می شود. پس از این و در طول ساعات اولیه، درجه حرارت بتن تا ۳۰ درجه افزایش می یابد كه ممكن است موجب تولید ریز- ترك شود. این مكانیسم باعث معرفی ناهمگونی بیشتری در بتن می شود و بالطبع، ناهمگونی بیشتری را در نتایج آزمایشگاهی در بر خواهد داشت. به منظور مطالعه خواص   FRAC    با مقادیر متفاوت الیاف، آزمایش های متعددی در دانشگاه ایالتی اریزونا انجام گرفت كه شامل مطالعه خواص فیزیكی و مكانیكی می باشد.
بتن سبک هوادهی شده الیافی
بتن سبک هوادهی شده الیافی

بتن سبک هوادهی شده الیافی

بر اساس این نتایج آزمایشگاهی در مورد بتن هوادهی شده الیافی ( FRAC   ) صورت گرفته، نتیجه گرفته میشود كه افزودن الیاف پلی پروپیلن، خصوصیات  مثبتی را در پی خواهد داشت. در حالی كه بخش بالایی هر بلوك دارای تخلخل بیشتر و چگالی كمتر است (كه به دلیل توزیع غیر یكنواخت خلل و فرج می باشد)، مقادیر باقی مانده مقاومت فشاری ( بعد از ترك خوردگی) تقریبا در یك سطح هستند.
     AAC    و   FRAC    شباهت هایی در خواص فیزیكی و مكانیكی دارند.
جهت مقایسه مناسب مقادیر مقاومت فشاری، باید توجه داشت كه   AAC    اتوكلاو شده ولی   FRAC    در دمای محیط عمل آوری شده است و شامل P سیمان و P خاكستر بادی است. در این مقایسه، در حالی كه مقاومت فشاری   FRAC    حدود P كمتر از   AAC    مورد مطالعه است، طاقت خمشی آن بیش از ۱۰۰ بیشتر است كه به دلیل نقش الیاف در كنترل ترك ها می باشد . مقادیر بسیار پایین ضریب حرارتی   FRAC    می تواند این ماده   را به عنوان یك مصالح ساختمانی برای توسعه بیشتر در پروژه های ساختمانی معرفی نماید.