خانهبتن‌های توانمندبتن متخلخل

بتن متخلخل چیست؟

گاهی اوقات به عنوان “بتن بدون ریزدانه” شناخته می شود ، مخلوطی از سیمان هیدرولیک، سنگدانه درشت با اندازه کوچکتر، مواد افزودنی و آب است. بتن متخلخل اجازه می دهد تا آب از طریق بتن به زیر اساس نفوذ کرده و تراز آب زیرزمینی را شارژ کند. این نوع بتن معمولاً حاوی ماسه نیست و درصد هوا بین 15 تا 30 درصد متغیر است. مقدار کمی ماسه می تواند برای بهبود مقاومت فشاری استفاده شود، اما مقدار حفرات هوا کاهش می یابد و نفوذپذیری آن کاهش می یابد. حفظ حجم مناسب خمیر / ملات در طرح مخلوط بسیار مهم است تا سنگدانه به طور مساوی پوشانده شود، اما خمیر / ملات اضافی، فضای خالی داخل سنگدانه درشت را پر نمی‌کند. حفره های درون بتن نفوذپذیر باید به هم متصل شوند تا مجاری ایجاد کنند که آب از طریق آنها آزادانه جریان یابد.

بتن نفوذ پذیر در موارد زیر استفاده می شود:

  • پارکینگ ها
  • راهها و کوچه‌های ارتباطی در مناطق مسکونی
  • پیاده‌رو ها
  • دیوارهایی که باید سبک وزن باشند و یا اینکه عایق حرارتی باشند
  • شانه ها و لبه های نفوذپذیر و زهکش
  • لایه های زهکشی
  • کف هایی عاری از آب ساکن ( خانه سبز، زمین تنیس، کف های استخر )
  • خاکریز پل ها

درجاریزی و تراکم بتن
پروسه بتن ریزی این نوع بتن را می توان مستقیماً از کامیون مخلوط آماده، از طریق تسمه یا به صورت دستی انجام داد. بتن نفوذپذیر به دلیل خواص پلاستیکی قابل پمپاژ نیست (جریان غلیظ). در محل، بتن ریزی به صورت دستی یا با کف کشی لیزری انجام می شود و سپس پروسه تراکم می تواند شروع شود. گاهی اوقات میتوان کف کشی و تراکم را یکجا اجرا کرد. امروزه چندین روش برای بتن ریزی متخلخل در دسترس است:

  • غلتک دستی فولادی
  • متراکم کننده دستی
  • کف کشی ارتعاشی دستی
  • لوله های چرخشی خودکار (خواص مکانیکی این نوع بتن استفاده از آن در کاربردهای خاص را ممنوع می کند)
  • ماشین راهسازی اصلاح شده

مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است مانند لبه ها یا گوشه ها باید به صورت دستی تراکم داده شوند تا از تراکم مناسب و کاهش ناهمواری اطمینان حاصل شود.

عمل آوری
مهمترین مرحله برای ساخت بتن مقاوم، عمل آوری مناسب است. بدون توجه به عمل آوری، آب به سرعت در سراسر سطح گسترده به جریان افتاده و تبخیر می شود. پوشش سریع سطح برای حصول مقاومت بالا ضروری است.
بتن معمولی اجازه تبخیر آب را فقط از سطوح رویی می دهد در حالی که بتن متخلخل با تخلخل بالا باعث تبخیر آب از سطح بسیار بزرگتر می شود. بتن متخلخل باید در اسرع وقت توسط ورقه های پلاستیکی پوشانده شود تا رطوبت داخل آن حفظ و بتن به درستی هیدراته شود.
سطح آب زیرزمینی
امکان نفوذ مجدد آب به زمین، محیط زیست ما را از چند جهت بهبود می‌بخشد:

  • کاهش خطر سیلاب
  • کاهش روان آبها باعث کاهش آلودگی منابع آب می‌شود
  • بهبود کیفیت محوطه سازی و کاهش نیاز به آبیاری (باغچه کاری و درخت کاری)
  • تراز آب زیرزمینی را تغذیه می‌کند
  • اندازه و حجم رواناب های حاصل از طوفان را کاهش می‌دهد

گرم شدن دمای شهرها
روسازی بتن متخلخل با کاهش طبیعی دمای سطح و حرارت به مقابله با بالارفتن دمای شهرها کمک می کند. از طریق برنامه های صورت گرفته مشخص شد که دمای داخل شهرها 5 تا 10 درجه بالاتر از مناطق روستایی است. این مورد میزان انرژی مورد نیاز برای سرمایش را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. به دلیل رنگ روشن تر و ساختار منافذ باز بتن متخلخل، گرمای جذب شده در مقایسه با سطوح آسفالتی معمولی بسیار کمتر است.

  • به دلیل رنگ روشن این بتن، جزیره گرمایی ایجاد نمی کند
  • اثر خنک کننده طبیعی با تبخیر آب جذب شده

آلودگی آب
رواناب های پارکینگ به عنوان بزرگترین آلاینده آب در شهرها در نظر گرفته می شود. بتن متخلخل میزان قابل توجهی از رواناب را کاهش می دهد و اجازه می دهد تا آب با فیلتراسیون طبیعی از طریق بستر خاک تصفیه شود.

  • امکان تصفیه طبیعی آب آلوده با فیلتراسیون خاک
  • کاهش خطر سیلاب و شستشوی سطح خاک می شود

امنیت و سلامت
بهبود امکان نفوذ آب به زمین و ساختار خاص بتن نفوذی منجر به موارد زیر می شود:

  • کاهش میزان سر و صدا ناشی از ترافیک ( ≥5 دسی بل )
  • جذب بالای صدا ( بالای 98% از محدوده فرکانس بحرانی )
  • جلوی بازتاب زننده نور را میگیرد – سطح بتنی متخلخل مخصوصا در شب که جاده خیس است، نور را
  • بازتاب نمی‌دهد
  • با کاهش نقاط سیلابی، آب انباشتگی / تجمع آب را کاهش می دهد
  • کاهش / حذف افشانه آب
  • بهبود چسبندگی (لاستیک / جاده)

چالشها:
مثل هر مصالح ساختمانی دیگر، بتن متخلخل نیز دارای محدودیت هایی است که باید در نظر گرفت. بتن متخلخل فقط با طراحی و نصب مناسب می تواند موثر باشد. از آنجایی که بتن نفوذی یک سیستم متشکل از چندین جزء است، هر قسمت باید به درستی نصب شود تا از عملکرد سیستم اطمینان حاصل شود.

  • معیارهای اساسی برای بتن متخلخل عبارتند از:
  • بتن متخلخل فقط باید در مناطق مسطح یا تراز پایین استفاده شود
  • آماده سازی زیر اساس برای بتن متخلخل در مقایسه با بتن معمولی حیاتی‌تر است
  • خواص مکانیکی بتن متخلخل استفاده از آن در کاربردهای خاصی را ممنوع می‌کند
  • ممکن است به جهت حفظ خاصیت تراوایی، نگهداری از این بتن لازم باشد
  • هزینه اولیه بالا نسبت به آسفالت

تکنولوژی
در مورد کیفیت بتن متخلخل این مطلب شایان ذکر است که مقاومت, میزان نفوذپذیری, مقاومت خمشی و مقاومت فشاری از جمله عوامل مهم از دید کارفرما است اما از دید پیمانکار سهولت بتن ریزی مهم است.

اقتصاد

صرفه جویی و سایر مزایای ناشی از استفاده از بتن متخلخل بیشتر ناشی از عوامل زیر است:

  • نیاز به زهکش سیلابی یا حوضچه های آرامش را کاهش داده یا برطرف می کند
  • با کاهش فضای نگهداری اب اضافه، فضای پارکینگ را افزایش می دهد
  • مساحت نفوذپذیری را افزایش می‌دهد و به کیفیت نفوذپذری کلی کمک می کند
  • نسبت به رویه آسفالتی نیاز به تعمیرات کم هزینه تر و هزینه چرخه عمر پایینتری نیز دارد.

ویژگی ها


  • بدون ریزدانه
  • نفوذپذیری و تراوایی بالا
  • درصد هوا بین 15% تا 30%
  • مقاومت فشاری بین 3.5 تا 28 مگاپاسکال
  • سایش زیاد

کاربردها


  • پارکینگ ها
  • راهها و کوچه‌های ارتباطی در مناطق مسکونی
  • پیاده‌رو ها
  • دیوارهایی که باید سبک وزن باشند و یا اینکه عایق حرارتی باشند
  • شانه ها و لبه های نفوذپذیر و زهکش
  • لایه های زهکشی
  • کف هایی عاری از آب ساکن ( خانه سبز، زمین تنیس، کف های استخر )
  • خاکریز پل ها

مبانی طرح اختلاط


مواد تشکیل دهنده توضیحات نسبت های اختلاط
سنگدانه هر نوع کیفیت دانه بندی موجود سنگدانه های درشت بسته به نفوذپذیری مورد نیاز ( مثلا 5 – 11 mm )
سیمان هرسیمانی که استاندارد های محلی را تامین کند. حجم خمیر سیمان را تا آنجا که ممکن است با توجه به روش بتن‌ریزی کاهش یابد.
افزودنی معدنی
آب مصرفی آب مخلوطی تمیز، بدون ریزدانه نسبت آب به سیمان با توجه به رده محیطی و موافق آیین نامه انتخاب شود.
(بین 0.26 – 0.45)
افزودنی شیمیایی – الزامات فوق‌روان‌کننده‌ها بسته به نوع محل بتن‌ریزی و مقاومت اولیه
تعیین می‌گردد.
 – مقدار مصرف ابر روان کننده و فوق روان کننده بین 0.8 تا 1.2 درصد باشد.

(محصول ™HWR و محصول ™MWR)

الیاف مسلح کننده بتن الیاف پلی پروپیلن PP  مقدار مصرف الیاف پلی پروپیلن PP بین 0.6 تا 1 kg/m³ باشد.

(محصول ™PPF)

الزامات بتن ریزی و عمل آوری – افزودنی عمل آوری بتن، با تشکیل غشا بر روی سطح بتن از ترک های پلاستیک و انقباضی بتن جلوگیری می کند. عمل آوری و تراکم با دقت کافی انجام شود. عمل آوری ثانویه به جهت اطمینان از تراکم با کیفیت سطوح انجام
شود. (محصول ™CUC)

آیین‌نامه‌ها و مراجع

گالری تصاویر