بتن اسفنجی اتوکلاوی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

بلوک سبک بتنی هبلکس (به انگلیسی: HEBELEX) یا هبلکس نام تجاری است که برای بتن هوادار اتوکلاوی (Autoclaved Aerated Concrete - AAC) به کار برده‌می‌شود که همان بتن سبک، بتن گازی سبک یا متخلخل می‌باشد این نام برای بتن هوادار تولید شده در اروپا قرار داده‌اند. در سال ۱۹۲۴ میلادی توسط مهندس آرشیتکت سوئدی اختراع و به جامعه مهندسین معرفی گردید. این بتن هم اکنون در اروپا وآمریکا به نام‌های تجاری YTOMG یا HEBELEX ارائه می‌شود و در ساخت و ساز نیز بسیار از آن استفاده می‌شود.[۱][۲]

ساخت این محصول به روش اختلاط و پخت مواد اولیه انجام می‌گیرد.Johan Axel Erikson مهندس آرشیتکت سوئدی پس از آزمایش‌ها متعدد دریافت که اگر عمل آوری این مواد در حرارت و فشار زیاد انجام شود، یک محصول بتنی متخلخل با مقاومت بالا به دست می‌آید که به علت وجود حباب‌های گاز در آن، یک عایق خوب نیز محسوب می‌شود. این محصول پس از تغییراتی در فرمولاسیون Autoclaved Aerated Concrete و به اختصار AAC نام گرفت.

در حدود ۵۰ سال قبل آلمانی‌ها نیز از این تکنولوژی استفاده کرده و AAC را تحت نامهای تجاری مختلف تولید کردند. همگام با سوئد و آلمان، انگلستان نیز خاکستر را جایگزین سیلیس کرده و مدت زیادی است که بلوک AAC تولید شده را در صنعت ساختمان استفاده می‌کنند. در حال حاضر، با تغییرات کوچک در فرمولاسیون و فرایند مربوط به AAC، تغییرات چشمگیری در ساختار آن فراهم آمده و این تغییرات موجب تقویت ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی AAC شده است. در سالهای اخیر بیش از ۴۵۰ تولید کننده در ۴۱ کشور جهان AAC را تولید و به بازار عرضه می‌کنند.[۳]

مواد اولیه[ویرایش]

مواد تشکیل دهنده اصلی بتن هوادار اتوکلاوی، ماسه سیلیسی، آهک، سیمان، آب هستند، طبیعی و به وفور یافت می‌شود. ترکیبات قابل بازیافت و برگرداندن به چرخه تولید می‌باشد.

نحوه تولید[ویرایش]

مهمترین مواد اولیه این نوع بتن سیلیس است که همراه آب به صورت دوغاب درآورده می‌شود و همچنین آهک پخته شده و سیمان می‌باشد و در میکسرهای مخصوص در مدت زمان معلوم می‌باشد و سپس در قالب‌های مورد نظر ریخته خواهند شد.

به طور کلی هبلکس مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و مقداری پودر آلومینیوم می‌باشد که در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد پخته شده و در ابعاد ۶۰*۲۵*۱۰ ،۶۰*۲۵*۱۵ ،۶۰*۲۵*۲۵، ۶۰*۲۵*۳۰ و همچنین بسته به نیاز مشتری متغییر تولید می‌شود.[۴]

خط تولید[ویرایش]

سیلیس از مهمترین مواد اولیه بتن سبک هبلکس می‌باشد و از معادن داخل کشور تهیه می‌شود، آهک نیز بصورت فرآوری شده و پخته شده به داخل کارخانه حمل می‌گردد.

در خط تولید بتن سبک یا هبلکس ۳ سیلوی نگهداری مواد اولیه وجود دارد که عبارتند از: سیلوی سیلیس، سیلوی آهک و سیلوی سیمان، که مواد اولیه پس از نگهداری در این سیلوها به تدریج وارد خط تولید می‌شوند. سیلیس، آهک و سیمان بوسیله الواتورهای مخصوص از سطح زیرین سیلوها به داخل آنها منتقل و درمدت زمان مشخص وارد خط تولید می‌شوند.

در نخستین مرحله از تولید بتن سبک، مواد اولیه شامل سیلیس و آب بصورت دوغاب یا گل در آورده می‌شود مواد مورد مصرف شامل سیلیس، آهک و سیمان بصورت خشک پس از توزین مخلوط می‌شوند و در واقع دو آسیاب در این مرحله وجود دارد شماره (آسیاب مواد تر) و (مواد خشک) که پس از مخلوط شدن و فرآوری، مواد به محل قالب ریزی انتقال داده می‌شوند.

پیش از آنکه مواد به قسمت قالب ریزی انتقال یابند بدقت توزین شده و در میکسرهای مخصوصی در مدت زمان لازم و مشخص مخلوط می‌شوند. مرحله بعدی کار مرحله قالب ریزی مواد است که مواد مخلوط شده در داخل قالب‌هایی که هر کدام تقریبا ۳ متر معکب گنجایش دارند ریخته می‌شوند.. این مواد پس فعل و انفعالات شیمیایی در زمانی مشخص بصورت قالب‌های مورد نظر در می‌آیند این زمان حدود ۳٫۵ ساعت به درازا می‌کشد. اینک زمان آن رسیده است تا قالب‌های تولیدی را به خط ریخته گری انتقال دهند؛ این قالب‌ها بوسیله شیفتر به خط ریخته گری کارخانه برده می‌شوند تا این مرحله از کار انجام شود.

قالب‌های تولیدی را بامازوت، اندود می‌کنند تا در مرحله ریخته‌گری چسبندگی ایجاد نشود.میزان حرارت موجود و آمادگی قالب‌ها برای خط برش بوسیله متخصصان کارخانه اندازه‌گیری می‌شود تا پس از اعلام آمادگی قالبها به خط برش منتقل شود.بعلت تغییراتی که می‌تواند در مواد اولیه رخ دهد، این مواد پیش از ورود به خط، کنترل شده و آزمایش‌های شیمیایی روی آنها انجام می‌شود و پس از ورود به خط نیز بنا به کیفیتی که درون قالب‌ها دارد، تحت آزمایش و کنترل کیفی قرار می‌گیرند. در این بخش از کارخانه سطح خارجی قالب‌ها برداشته می‌شود تا یک سطح هموار و مشخصی از تمام قالب‌ها نمایان گردد در این قسمت دیوارهای جانبی قالب‌ها جدا و از واگن‌ها جدا می‌شوند و آنگاه به بخش برش انتقال می‌یابند. در این بخش پس از دیواره برداری از قالب‌ها، ابتدا برش‌های عرضی به قالبها داده می‌شود و آنگاه با دستگاههای برش و با دقت و توجه خاص کارکنان و متخصصان کارخانه برش‌های طولی قالب‌ها انجام خواهد شد. اندازه برش‌های طولی و عرضی قالب‌ها بسته به تقاضای مصرف کنندگان و بازار مصرف آن دارد که قابل تنظیم و تغییر خواهد بود. پس از مرحله برش، قالب‌ها بر روی واگن‌های مخصوصی قرار می‌گیرند تا به بخش بلوکی که مرحله پخت قالب هاست انتقال یابد. قالب‌های هبلکس در مرحله پخت وارد اتو کلاوها می‌شوند و در حرارت ۲۰۰ درجه سانتی گراد و با فشار ۱۲ اتمسفر پخته و عمل آوری می‌گردد. قالب‌ها در اتوکلاوها و پخت کامل به بخش بار انداز محصولات آماده تحویل انتقال می‌یابند تا به تدریج به بازار مصرف عرضه شود.[۵]

مزایا[ویرایش]

مزایای فنی

سبکی وزن، عایق در برابر حرارت، عایق در برابر برودت، عایق در برابر صدا، استحکام و پایداری در مقابل زلزله، آتش‌سوزی و بسیاری مزایای دیگر از محاسن بلوک‌های هبلکس نسبت به سایر مصالح قدیمی نظیر آجرهای معمولی و آجرهای سفال می‌باشد.

مزایای اجرایی

با توجه به ابعاد و سبکی و راحتی نصب بلوک‌های هبلکس در همه ضخامت‌ها، سرعت اجرای هبلکس نسبت به سایر مصالح به ۳ برابر بالغ می‌گردد.

مزایای اقتصادی

پروژه‌های ساختمانی با استفاده از بلوک‌های هبلکس با در نظر گرفتن سرعت اجرا، به دستمزد کمتری احتیاج و همچنین استفاده از هبلکس به سبب مصرف ملات کمتر و نیز کاهش بارهای وارده به سازه به دلیل وزن کم دیوارها که موجب کاهش ابعاد سازه می‌شود، صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای را در هزینه مصالح مصرفی موجب می‌گردد.

همچنین این مصالح با وجود تخلخل‌هایی از حباب‌های ریز شرایط مناسبی به منظور جلوگیری از هدر رفت انرژی ساختمان داشته باشد و به عبارت دیگر می‌تواند عایق هوشمند صوت و حرارت باشد.

به علاوه در مقایسه میان مصالح سنتی و هیلکس اقلام زیر نیز قابل توجه می‌باشد: سرعت زیاد آجرچینی با هبلکس، سرعت زیاد کارهای تاسیساتی، کاهش مقاطع ساختمانی به هنگام محاسبه و صرفه جویی قابل ملاحظه در سازه‌های فلزی و بتنی. به علاوه استفاده از هبلکس موجب صرفه جویی چشمگیری در انرژی برای سرمایش و گرمایش ساختمان بعد از احداث می‌شود. همچنین ضاعیات هبلکس کلاً به عنوان پوکه مورد استفاده قرار می‌گیرد در حالیکه ضایعات زیاد آجر عملاً بلا استفاده می‌ماند.[۶]

مزایا کلی
  • سازگاری با محیط زیست
  • مقاوم در برابر بارهای ناشی از باد و طوفان‌های شدید و زلزله[۷]

دستورالعمل‌ها[ویرایش]

  • بتن هوادار اتوکلاوی (هبلکس) همگونی کامل با انواع ملات (ماسه، سیمان، گچ، خاک) را دارد.
  • ملات مصرفی از آب کافی برخوردار باشد.
  • پس از اجرای کامل دیوارها جهت اجرای صحیح گچ باید سطح دیوارها آب پاشی شود و فاصله بین مرطوب کردن دیوارها و انجام عملیات مورد نظر از یک ساعت تجاوز کند.
  • بدلیل خواص مکانیکی و ترموفیزیکی متفاوت مصالح ساختمانی از بکار بردن همزمان بلوک هبلکس با سایر مصالح ساختمانی مانند آجر، بلوک سفالی، بلوک سیمانی در دیوارها خوداری شود.
  • جهت برش قطعات می‌توان از وسایلی مانند تیشه و اره چوب بری، شیارزن استفاده نمود.
  • بمنظور نصب وسایل بر روی دیوار (قاب عکس، تابلو) می‌توان از پیچ و رول پلاک استفاده نمود.
  • بمنظور نصب تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی به راحتی توسط یک دستگاه برش (فرز) می‌توان مسیر عبور را در داخل بلوکها تعبیه نمود.

مقاومت حرارتی عالی AAC نقشی بزرگ را برای حفاظت محیط توسط کاهش ظرفیت نیاز به هوای گرم و یا خنک در ساختمانها بعهده دارد. به اضافه اینکه قابلیت استفاده راحت از این محصول، برش درست آنرا باعث می‌شود که این تولید ضایعات سخت در حین مصرف را به حداقل می‌رساند.

بر خلاف دیگر مواد ساختمانی AAC می‌تواند نیاز به استفاده از عوامل ایزولاسیون در ساختمان را که باعث افزایش تاثیر بر محیط و قیمت محصول می‌شود را منتفی نماید. شن کوارتز، آهک و یا سیمان به مثابه عامل پیوند کننده، پودر آلومینیوم به نسبت ۵ درصد (با توجه به دانسیته از قبل طراحی شده) و آب زمانی که مخلوط شده ودر قالبها ریخته می‌شوند باعث پیدایش واکنش‌های متعدد شیمیایی می‌شوند که وزن سبک و خواص حرارتی AAC را تامین می‌کنند. پودر آلومینیوم با هیدروکسید کلسیم و آب وارد واکنش شده و هیدروژن تولید می‌کند. گاز هیدروژن مخلوط خام را تا دو برابر حجم فوم می‌نماید (توسط حبابهای گازی باقطر حدود ۸/۱ اینچ) در پایان پروسس فرمینگ هیدروژن به اتمسفر گریخته و توسط هوا جایگزین می‌شود. زمانی که فومها از مواد جدا می‌شوند محصول جامد ولی هنوز نرم است که بشکل پنل و بلوک بریده شده و برای مدت ۱۲ساعت در اتاقک اتوکلاو قرار داده می‌شود.

در شرایط فشار بخار، پروسه سخت شدن تا زمانی که درجه حرارت به ۱۸۰° c و فشار به ۱۲ bar می‌رسد ادامه می‌یابد. دانه های کوارتز باهیدوکسید کلسیم واکنش داده و کلسیم سیلیکوهیدرات تولید می‌نماید که این عاملی است که مقاومت بالا و خواص مشهود AAC را بوجود می‌آورد.

کارکردن با بتن سبک بسیار آسان است مثلاً به راحتی می‌توان آنرا اره نموده و یا میخ در آن کوبیده شود و یا جای پریز یا کانال عبور سیم برق و لوله آن در آن بوجود آورد. علاوه بر این بتن سبک در مقابل آتش بسیار مقاوم است و کلیه شرایط سلامت محیط زیست را دارا می‌باشد. کارکردن با این نوع بتن‌های سبک نیاز به تخصص خاصی ندارد. با توجه به ابعاد و سهولت کار، سرعت اجرا نیز نسبت به آجر و سفال تا ۲ الی ۳ برابر افزایش می‌یابد.[۸]

ملات مورد نیاز[ویرایش]

همان ماسه و سیمان می‌باشد و با توجه به اینکه بلوکهای AAC از نوع بتن سبک می‌باشد و همگونی کاملی با ملات ماسه و سیمان دارد می‌توان نسبت ترکیب را ۵ یا ۶ به یک تبدیل و در مصرف سیمان صرفه جویی بیشتری نمود. در مواردیکه عایق بندیهای مورد اجرا با آب و رطوبت سر و کاری نداشته باشد (مثل دیوار اتاق خواب...) می‌توان از ملات گچ و خاک (به لحاظ صرفه حویی اقتصادی) نیز استفاده نمود.

جذب آب[ویرایش]

با توجه به متخلخل بودن بلوکهای AAC، نم و رطوبت توسط این بلوکها منتقل نمی‌شود. در حالی که این بلوکها نم و رطوبت را منتقل نمی‌کنند ولی در سطح بلوک آب بیشتری را نسبت به مصالح مشابه جذب می‌کنند.

اجرای تاسیسات و نماسازی (اعم از لوله، کابینت، سنگ، سرامیک) به راحتی بر روی اینگونه بتن قابل اجرا می‌باشد.[۹]

از سال ۱۹۸۰ توسعه‌ای جهانی در مصرف AAC و احداث کارخانجات جدید در آمریکا، اروپای شرقی، چین، بحرین، روسیه، هند و استرالیا بوجود آمد. این محصول بطور روزافزونی توسط تولید کنندگان، معماران و سازندگان خانه استفاده می‌شود.

منابع[ویرایش]

  1. مجتبی مغربی، جایگزین کردن مصالح سبک و ارزان به جای آجر، دهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی عمران،1382
  2. http://www.hebel.co.nz/about/hebel%20history.php
  3. Xella Aircrete North America, Inc. (2009). Building The Future with Hebel Autoclaved Aerated Concrete. From http://www.hebel-usa.com
  4. مجتبی مغربی، جایگزین کردن مصالح سبک و ارزان به جای آجر، دهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی عمران،1382
  5. Autoclaved Aerated Concrete structure is a site that presents the full text of many essential works in the Autoclaved Aerated Concrete Construction and Consultation Services, (http://www.aacstructures.com)
  6. سید حسین حسینی، اثرات عایق سازی حرارتی جداره‌های ساختمانی ساخته شده با مصالح جدید در کاهش مصرف سوخت، اولین همایش منطقه‌ای عمران و معماری،1390
  7. Xella Aircrete North America, Inc. (2009). Building The Future with Hebel Autoclaved Aerated Concrete. From http://www.hebel-usa.com
  8. http://www.geckostone.com/lwc.html
  9. http://www.alliedfoamtech.com/index.html

www.hess-aac.com