ویبراتور بتن
یکی از مسائل مهم در ساخت و ساز، انتخاب میان حفظ حباب‌های هوا در بتن و یا حذف آن‌هاست. همانند هر تصمیم مهمی، این انتخاب نیز نیازمند در نظر گرفتن مزایا و معایب آن است. حباب‌های هوا در ساختار بتن نقش‌های متعددی ایفا می‌کنند و تأثیرات آنها در شرایط مختلف بسیار متنوع است. در این مقاله، به مزایا و دلایل ایجاد حباب هوا در بتن پرداخته و سپس به زمانی که باید حباب هوا را از بین ببریم می‌پردازیم. همچنین به بررسی دقیق‌تر این موضوعات اشاره کرده و نشان می‌دهیم که انتخاب مناسب بین حفظ و حذف حباب هوا در بتن چگونه می‌تواند به بهبود عملکرد و مقاومت کمک کند.
بتن حباب دار چیست؟
یکی از بزرگ‌ترین پیشرفت‌های تکنولوژی در صنعت بتن، استفاده از بتن حباب دار است. امروزه از این نوع بتن، به علت مزایای زیادی که دارد استفاده‌های زیادی نیز می‌شود. ایجاد هوا در بتن با استفاده از یک دستگاه حباب ساز و در زمان اختلاط صورت می‌پذیرد.
ایجاد حباب‌های هوا در بتن، بر خلاف حفره‌های هوای حبس شده در داخل آنها که معمولا به ویژگی‌های دانه‌ها وابسته است و به کمک ویبره از بتن خارج می‌شود، بسیار کوچک هستند و باید در بتن باقی بمانند. این حباب‌های هوا بصورت یکنواخت در بتن پخش شده و قطرهای متفاوتی دارند.
مزایای ایجاد حباب هوا در بتن
شاید از خود بپرسید که چه موقع باید در بتن حباب ایجاد کنیم؟ استفاده از حباب‌های هوا در بتن، یک رویکرد مهم در صنعت ساختمانی است که به طور گسترده از آن بهره‌مند می‌شوند. افزودنی حباب ساز، از نظر فنی و عملی دارای مزایای فراوانی می‌باشد. در ادامه به بررسی مزایا و دلایل به وجود آمدن حباب هوا در بتن می‌پردازیم و تاثیرات مثبت آن را در مقابل چالش‌های مختلفی که در ساختمان‌سازی و مقاومت به وجود می‌آید، مورد بررسی قرار می‌دهیم.
1. مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن
یکی از مزایای ایجاد حباب هوا در بتن، مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن است. بتنی که با رطوبت و تغییر دماهای متناوب همانند اکثر بتن‌های قرار گرفته در برابر هوا قرار دارند، ممکن است به علت یخ زدگی آب، انبساط پیدا کرده و این ممکن است منجر به ترک خوردن آن شود. اما اگر از افزودنی حباب ساز استفاده کنیم، این حباب‌های کوچک هوا به عنوان شیر اطمینان عمل کرده و تغییرات حجمی را تضعیف می‌کنند. در واقع آب در مجاری یا حفره‌های موجود در خمیر سیمان سفت می‌شود و به علت تغییر دماها به انبساط می‌پردازد.
2. کارایی
حباب‌های هوای خیلی ریز که با از استفاده از افزودنی حباب ساز تشکیل شده‌اند، مانند یک بلبرینگ عمل می‌کنند. این حباب‌ها به صورت ذراتی ریز با اصطکاک سطحی فوق‌العاده کم قرار دارند و به طور قابل توجهی به افزایش کارایی کمک می‌کنند. برای مثال، اگر به بتن معمولی، ماده حباب هواساز با اسلامپ 50 میلی متر اضافه شود، اسلامپ بیش از 150 میلی متر افزایش می‌یابد. اگرچه این نقطه ممکن است باعث کاهش مقاومت تا حدود 20 درصد گردد، اما ترکیبی با کارایی بیشتری ارائه می‌دهد. اگر در زمینه بتن ریزی فعالیت می‌کنید، توصیه می‌کنیم روش های بتن ریزی کف را بررسی کنید تا عملکرد بی‌نظیری را تجربه کنید.
3. آب بندی و مقاومت در برابر سولفات‌ها
توانایی آب بندی بتن و مقاومت آن در برابر حمله سولفات‌ها به شدت به عواملی نظیر ایجاد حباب هوا در بتن، کاهش مقدار آب مورد استفاده و تغییر در میزان مجاری و حفره‌های موئین بستگی دارد. با ایجاد حباب‌های هوا در بتن، مقدار آب مورد نیاز برای ترکیب بهبود یافته و ساختار آن نه تنها غیر نفوذتر می‌شود، بلکه مقاومت آن در برابر نفوذ سولفات‌ها نیز افزایش می‌یابد. به ویژه زمانی که از سیمان‌هایی با کمترین مقدار C3A مانند سیمان‌های تیپ 2 و 5 استفاده شود، می‌توان به راحتی ترکیبی با مقاومت بالا در برابر تاثیرات شیمیایی سولفات‌ها تولید کرد.
4. دوام انجماد و ذوب
از جمله مزیت ها دوام در شرایط انجماد و ذوب است. حباب‌های هوا در ساختار بتن به عنوان یک ماده‌ای عایق حرارتی عمل می‌کنند و از تغییرات دما در فصول مختلف محافظت می‌کنند. هنگام انجماد، این حباب‌های هوا فشار ایجاد شده توسط منجمد شدن آب را جذب می‌کنند و از ترک خوردگی بتن جلوگیری می‌کنند. وقتی بتن گرم می‌شود، حباب‌های هوا فشار جو اطراف را می‌کاهند و تخریب بتن را کاهش می‌دهند. بنابراین، حضور حباب‌های هوا به دوام بتن در شرایط سخت محیطی کمک می‌کند و از خرابی‌های ناشی از انجماد و ذوب جلوگیری می‌کند
5. عایق رطوبت
حباب‌های هوا در ساختار بتن به عنوان عوامل کاهنده وزن و گسترش‌دهنده جلوه می‌کنند و فضاهای خالی و هوایی درون بتن ایجاد می‌کنند. این امر، از یک سو به کاهش وزن و هزینه مواد مصرفی در ساختار کمک می‌کند و از سوی دیگر به عنوان یک عایق مؤثر علیه رطوبت عمل می‌کند. حفظ رطوبت از وارد شدن به داخل ساختمان و پیشگیری از خرابی‌های ناشی از رطوبت در بتن و ساختمان‌ها، از جمله اهم مزایای این رویکرد برای ساخت‌وساز و عمران می‌باشد
6. عایق گرما و سرما
ایجاد حباب‌های هوا در بتن، به عنوان یکی از مزایای مهم، توانایی عایق‌گرمایی و سرمایی بتن را بهبود می‌بخشد. وقتی که هوا به عنوان یک عامل حاضر در ساختار بتن باشد، حباب‌های هوایی ایجاد می‌شوند که باعث کاهش توصیه حرارتی و انتقال حرارت در بتن می‌شوند. این حباب‌ها به عنوان عوامل عایق حرارتی عمل کرده و موجب کاهش انتقال گرمای بیرونی به داخل ساختمان و برعکس می‌شوند. این ویژگی از اهمیت ویژه‌ای در کنترل دمای داخلی ساختمان‌ها در فصول گرما و سرما برخوردار است و به بهبود کارایی انرژی و کاهش هزینه‌های گرمایش و سرمایش کمک می‌کند.
7. عایق صوت
حباب‌های هوا در ساختار بتن باعث کاهش انتقال صداها از یک سمت به سمت دیگر می‌شوند و اثرات صوتی را تضعیف می‌کنند. این خاصیت عایق صوتی حاصل از حباب‌های هوا، برای کاهش نفوذ و انتقال صداهای مزاحم از محیط خارجی به داخل ساختمان یا از یک اتاق به اتاق دیگر بسیار مؤثر است.
8. کاهش بار مرده در ساختمان
حباب‌های هوا به عنوان عواملی منفی که وزن بتن را افزایش می‌دهند، عمل می‌کنند. با افزودن حباب‌های هوا به بتن، چگونگی توزیع فشار و وزن در ساختمان تغییر می‌کند و به کاهش بار مرده می‌انجامد. این امر نه تنها منجر به کاهش وزن نهایی ساختمان می‌شود بلکه نیز به افزایش سازگاری و مقاومت ساختمان در برابر نیروهای خارجی مثل زلزله کمک می‌کند.
9. راحتی در بریدن و میخ کوبیدن
حضور حباب هوا در بتن سبب کاهش چگالی و وزن بتن می‌شود، که این امر به کاهش مقاومت بتن نسبت به فشار و تنش کمک می‌کند. به علاوه، حباب هوا توانایی بهبود انعطاف‌پذیری بتن را افزایش می‌دهد.
10. سبک سازی ساختمان
ایجاد حباب‌های هوا در بتن، یکی از اقداماتی است که به بهبود مختلف ویژگی‌های بتن از جمله سبک سازی ساختمان کمک می‌کند. حباب‌های هوا باعث کاهش وزن بتن می‌شوند، در نتیجه ساختمان‌هایی که با بتن حاوی حباب‌های هوا ساخته شوند، سبک‌تر هستند و بار مرده ساختمان را کاهش می‌دهند. این امر به معنای کاهش نیاز به بنیادهای سنگین‌تر و پشتیبانی ساختمان می‌باشد و در نهایت منجر به صرفه‌جویی در مصرف مواد و هزینه‌های ساخت می‌شود.
11. افزایش چشمگیر عمر مفید ساختمان
حباب‌های هوایی در بتن باعث کاهش وزن مخصوص و تراکم آن می‌شوند، که در نتیجه مقاومت کششی بتن افزایش می‌یابد. این تغییرات به افزایش مقاومت بتن در برابر تغییرات حرارتی و تنش‌های مختلف در ساختمان کمک می‌کنند. همچنین، حباب‌های هوا در بتن باعث کاهش امکان تراکم در ساختار می‌شوند، که در نتیجه پایداری و مقاومت به رطوبت و یخ زدگی بهبود می‌یابد. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که ساختمان‌هایی که از بتن حاوی حباب‌های هوایی استفاده می‌کنند، عمر مفید طولانی‌تری داشته باشند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری داشته باشند، که در نهایت به صرفه‌تر بودن و موثرتر بودن از نظر اقتصادی ساختمان‌ها منجر می‌شود
12. سرعت در اجرا به دلیل سبک بودن ترکیب
افزودن هوا به ترکیب بتن باعث می‌شود که بتن به طور کلی سبک‌تر شود. به دلیل کاهش وزن و سبکی بتن، حمل و نصب آن آسان‌تر و سریع‌تر می‌شود. وزن کمتر بتن باعث کاهش نیاز به تجهیزات سنگین برای حمل و نصب می‌شود و در نتیجه هزینه‌های مربوط به حمل و نصب کاهش می‌یابد. این موضوع به طور خاص در پروژه‌های ساخت و ساز بزرگ تأثیرگذار است، زیرا صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌ها بسیارمهم است.
13. کاهش امکان ترک خوردن (cracking)
ایجاد حباب‌های هوا در بتن باعث افزایش انعطاف‌پذیری و قابلیت تغییر شکل بتن می‌شود. این ویژگی از اهمیت ویژه در سازه‌هایی است که تحت تنش‌های متغیر قرار دارند، مانند سازه‌های معابر و پل‌ها. حباب‌های هوا باعث کاهش تغییرات حرارتی و تغییرات حجمی بتن می‌شوند و از این رو ترک خوردن احتمالی را کاهش می‌دهند. همچنین، افزایش انعطاف‌پذیری به دلیل حباب‌های هوا می‌تواند در مواجهه با زلزله و ارتعاشات بهترین عملکرد را ارائه دهد و از خرابی و خسارت جلوگیری کند.
14. کاهش امکان جدا شدن دانه ها
دیگر مزیت کاهش امکان جدا شدن دانه‌های بتن می‌باشد. این امر به ویژه در مواجهه با تغییرات دما و رطوبت در طول زمان یا اثرات فشارهای محیطی مختلف، مثل یخ‌زدگی و گرما، بسیار حیاتی است وقتی که بتن حاوی حباب‌های هوا است، این حباب‌ها به عنوان یک ایزولاسیون عمل می‌کنند. آنها اجازه می‌دهند تا تغییرات حجمی ناشی از تغییرات دما و رطوبت در بتن تا حد زیادی جذب شود و به جای جدا شدن دانه‌ها و ترک‌های بتن، از پایداری و مقاومت بتن در برابر شرایط مختلف محیطی محافظت کنند.
15. افزایش مقاومت در مقابل شرایط بد جوی
حباب‌های هوا به عنوان جایگزینی برای فضاهای خالی در ساختار بتن عمل می‌کنند و ویژگی‌های مثل وزن سبک‌تر، مقاومت به تغییرات حرارتی و رطوبتی بیشتر، و افزایش انعطاف‌پذیری را به بتن اضافه می‌کنند بتن با حباب‌های هوا دارای سازهای با مقاومت بهتر در برابر تغییرات حرارتی می‌شود. زمینه‌هایی که شرایط بد آب‌وهوایی معمول دارند، می‌توانند به راحتی تحمل تنش‌های حرارتی و یخ‌زدگی را دریافت کنند
قبل از انجام این کار، روش ایجاد حباب هوا در بتن را به صورت کامل یاد بگیرید تا دچار اشتباه نشوید. البته به نوع آن نیز بستگی دارد؛ بهتر است انواع بتن های پرکاربرد را بشناسید. در مواقعی، ممکن است افزودن حباب هوا باعث ضرر برای بتن ما شود؛ در نتیجه باید به فکر حذف حباب هوا در بتن باشیم.
چه موقع باید حباب هوا در بتن را از بین ببریم؟
در حقیقت، علاوه بر اینکه وجود حباب هوا در بتن مزایایی را در بر دارد، معایب‌هایی نیز دارد. سوال بسیاری از کاربران این است که باقی ماندن حباب هوا در بتن چه معایبی دارد؟ حباب‌هایی که به خودی خود، در بتن ایجاد شوند، نه تنها مفید نیستند، بلکه می‌توانند سبب اخلال در عملکرد کلی بتن شوند. استفاده از ویبراتور بتن، یک روش حذف حباب هوا در بتن است که دستگاهی بی‌نظیر برای متراکم کردن بتن می‌باشد. استفاده از این دستگاه باعث از بین رفتن حباب‌های هوا در داخل آن می‌شود. اگر حباب‌های هوا باقی بمانند، این می‌تواند منجر به تشکیل نقاط ضعف و خال‌هایی در ساختمان شود. از بین بردن حباب‌های هوا، می‌تواند ماندگاری و پایداری را بهبود ببخشد.
راهکارهای جلوگیری از ایجاد حباب هوا در بتن
همانطور که گفته شد، حباب‌های هوایی که در سطح بتن به صورت خود به خود تشکیل می‌شوند، دارای معایب زیادی هستند و ممکن است به کار ما لطمه وارد کنند. بنابراین نیاز است تا اقداماتی را برای جلوگیری از ایجاد حباب هوا در بتن و حذف حباب هوا در بتن انجام دهیم. برخی از این اقدامات عبارتند از:
- استفاده از بتن‌های با گرانروی کمتر
- استفاده کردن از روغن‌هایی مخصوص قالب، به مقدار کم
- استفاده از بتن‌هایی با ویژگی آب انداختن کمتر
- لرزاندن بتن با ویبراتور بتن درونی
- استفاده کردن از ابزار لرزاننده قالب
- ضربه زدن به قالب با استفاده از چکش‌های لاستیکی
- استفاده از قالب‌های چوبی
روش‌های ایجاد حباب هوا در بتن
به طور کلی، ایجاد حباب هوا در بتن توسط دو دسته‌ی حباب سازهای جامد و حباب ساز های محلول بتن، انجام می‌شود. هر یک از این مواد دارای خواص متفاوتی است که به توضیح آن ها می‌پردازیم:
حباب سازهای جامد:
حباب سازهای جامد بتن، موجب بالا رفتن دوام و ماندگاری بتن، در برابر مواردی مانند یخ زدگی و یا ذوب می‌شوند. این مواد، هوازای بتن متخلخل هستند که در واقع نقش حفرات هوا را در بتن دارند. از نمونه‌های حباب سازهای جامد بتن می‌توان به گوی‌های پلاستیکی توخالی، رس یا سیل منبسط و آجرهای خرد شده اشاره کرد. این مواد به علت اینکه در برابر اثرات افزودنی‌های مختلف مثل روش‌های ماله کشی، مکمل‌های سیمانی و بتن مقاومت دارند، در برخی ساخت و سازها، نسبت به مواد حباب ساز مایع، اولویت دارند.
حباب سازهای محلول یا مایع:
حباب سازهای محلول که به آنها سورفکتانت و یا فعال سازهای سطحی نیز گفته می‌شود، مولکول‌های دو قطبی هستند که بر اساس نوع گروه قطبی خود، به انواع آنیونی، کاتیونی، غیر یونی و آمفوتری دسته بندی می‌شوند. این مواد را می‌توان بر اساس نمک‌های تشکیل دهنده نیز به انواع زیر تقسیم بندی کرد:
- نمک‌های رزین چوب
- پاک کننده‌های مصنوعی
- نمک‌های لیگنین سولفوناته
- نمک‌های اسیدهای نفت خام
- نمک‌های مواد پروتئین دار
- اسیدهای چرب و صمغی
- نمک‌های آلی هیدروکربن‌های سولفوناته
کلام آخر
بسیاری از افراد می‌پرسند چه موقع باید حباب هوا را از بین ببریم یا اینکه چه موقع باید حباب در آن ایجاد کنیم؟ در این مقاله به سوالات شما پاسخ داده شده است. می‌توانیم با ایجاد حباب‌های هوا در بتن، از تغییرات دمایی ناخواسته و ترک‌ها جلوگیری کنیم. همچنین، حباب‌های هوا باعث افزایش کارایی می‌شوند و میزان مقاومت آن در برابر حمله سولفات‌ها را افزایش می‌دهند. از طرف دیگر، در مواقعی که حباب‌های هوا ممکن است به مشکلات منجر شوند، می‌توان با استفاده از ویبراتور بتن حباب‌های هوا را از بین برد و ماندگاری و پایداری را بهبود بخشید. انتخاب بین حفظ یا حذف حباب هوا در بتن، به شرایط و نیازهای پروژه بستگی دارند. اگر قصد حذف حباب هوا در بتن را دارید، استفاده از دستگاه ویبراتور بتن، بهترین گزینه است.
