اگرچه تاریخ استفاده از بلوک بتنی به زمان رومیان، یونانیان و حتی مصری ها برمی گردد، اما بلوک های امروزی اولین بار در مقادیر متوسط در اواسط قرن نوزدهم مورد استفاده قرار گرفتند.
در اوایل قرن بیستم، ساخت بلوک به نوعی صنعت تبدیل شد. در این نوشته از ساختمانچی در ابتدا تاریخچه ای از ساخت و استفاده از بلوک های بتنی را ارائه می دهیم و در ادامه به معرفی انواع آن ها و کاربرد هر یک می پردازیم. با ما همراه باشید.
تاریخچه بلوک بتنی
در اولین بلوک های تولید شده در ایالات متحده، از مخلوط سیمان با ترکیباتی شامل مواد باطله و هدر رفته فرآیندهای صنعتی مانند ذغال نیم سوز باقیمانده از دستگاه های گازسوز، کوره های ذغال سنگ و تفاله شیشه در کوره های انفجار استفاده می شد.
این بلوک های سبک وزن اولیه مانند پارتیشن های داخلی به خاطر نحوه استفاده آسان و قیمت ارزان در میان اکثریت از محبوبیت بسیاری برخوردار بودند.
از سال 1950 به بعد، زمانی که استفاده از مصالح ارزان تر و مقرون به صرفه به میان آمد، استفاده از بلوک های بتنی به طور گسترده و چشمگیری جایگزین آجرهای مورد استفاده در لایه های داخلی شد.
امروزه تنوع بسیار زیادی در میان بلوک های بتنی دیده می شود که این تنوع در استفاده از آن ها در پی ریزی دیوارها، دیوارهای حفره دار، دیوارهای یکدست و دیوارهای جداکننده دیده می شود و به عنوان مولفه اصلی در ساخت کفپوش بتنی مورد توجه قرار می گیرد. مزیت بلوک های بتنی در تنوع استقامت آن ها، عایق بندی و کم کردن صدا می باشد.
دلایل اهمیت بلوک های بتنی
بلوک های بتنی در ساختمان سازی بسیار پر کاربرد هستند. این بلوک ها اغلب برای دیوارهای غیر باربر استفاده می شوند و تنوع زیادی دارند. از این بلوک ها برای دیوارهای یکدست، حفره دار، جدا کننده و پی ریزی دیوارها استفاده می شود. یکی از مهم ترین کاربردهای بلوک های بتنی، عایق صدا می باشد.
انواع بلوک های بتنی
در ادامه انواع بلوک بتنی را آورده ایم:
بلوک متراکم
بلوک های متراکم بتنی از سیمان، شن، ماسه و سنگ تشکیل می شوند. خواص متمایز آن ها در نوع استقامت و سختی، استفاده از آن ها را به راه حلی مناسب و مقرون به صرفه برای ساخت دیوارهای اصلی ساختمان که متحمل بار اصلی ساختمان می باشند، تبدیل کرده است.
از مزایای بلوک های متراکم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- دوام بالا
- استفاده مجدد در صورت ساخت آن ها با ملات آهک
- تحمل گرمای بالا
- استحکام بالا
- استفاده از ترکیب بازیافت شده
از معایب بلوک های متراکم می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- استفاده از شن، ماسه و سنگ های دست نخورده باعث تخریب منابع زمینی، دریایی و کاهش منابع طبیعی می شود.
- مواد مورد استفاده در این بلوک ها غیر قابل تجدید می باشند.
- استفاده از سیمان به گرم شدن زمین کمک می کند.
- خواص عایقی این بلوک ها ضعیف است.
بلوک متراکم سبک
تولید این نوع بلوک در حجم بیشتر اما با مقاومت کمتر نسبت به بلوک های متراکم صورت می گیرد. بلوک های سبک وزن در هر دو دیوار داخلی و خارجی که فشار روی آن ها تقریبا بیشتر است و به عنوان بلوک های پر کننده در کفپوش های بتنی مورد استفاده قرار می گیرند.
مزیت این نوع بلوک ها نسبت به بلوک های متراکم به نوع ترکیبات مورد استفاده با درجه عایق بندی بالا و وزن سبک آن ها بر می گردد. استفاده آسان و وجود ابعاد بزرگ تر از این نوع بلوک ها باعث صرفه جویی در زمان و هزینه می شود.
بلوک های سبک وزن از ترکیب سیمان با یکی از ترکیبات طبیعی یا ترکیبات تولیدشده به دست بشر از جمله گرانول، سنگ رس خرد شده، خاکستر کوره و به میزان کمتر پمیس (مواد آتشفشانی) به وجود می آیند.
غلظت ترکیبات اصولاً با استقامت و سختی بلوک ها متناسب است. بنابراین، برای مثال تراکم هایی با وزن بسیار کم مانند شن ریزه و پمیس به خاطر عملکرد حرارتی عالی مورد استفاده قرار می گیرند.
از ویژگی های مثبت این نوع بلوک ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تراکم حرارتی متوسط
- قابلیت استفاده مجدد
- عایق بندی مناسب
- دوام بالا
- قابلیت استفاده مجدد در صورت استفاده از ملات آهک در ترکیبات آن
- کارایی بالا
از معایب این نوع بلوک ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده از خاک رس دست نخورده که تخریب منابع زمینی، دریایی و کاهش منابع طبیعی را در بردارد.
- انرژی زیادی در تولید بعضی از مصالح ساختمانی مصرف می شود.
- استفاده از سیمان که منجر به گرم شدن زمین می شود.
بلوک اسفنجی
این نوع بتن اولین بار در کشور سوئد در سال 1923 تولید شد و تا سال 1960 در ایالات متحده ( در آن زمان به نام بلوک های حفره دار یا بلوک های گازی بتنی نام داشت) مورد استفاده قرار می گرفت. بلوک بتنی اسفنجی سبک ترین نوع بلوک در میان خانواده بلوک های بتنی است.
این بلوک ها به واسطه مصالح خود در اجرای ساختارهای دوگانه و عملکرد عایق بندی نسبت به سایر بلوک ها برتری دارند. با وجود محدودیت در کاربرد ساختاری در سازه های کم ارتفاع، بلوک های بتنی اسفنجی می توانند عملکرد ساختاری مشابه با بلوک های متراکم و سبک وزن داشته باشند.
بلوک ها از سیمان، آهک، شن و ماسه، خاکستر حاصل از سوخت و آب تشکیل شدند. خاکستر حاصل از سوخت با شن، ماسه و آب ترکیب می شود و دوغاب را تشکیل می دهد.
سپس قبل از مخلوط شدن با سیمان، آهک و مقدار کمی پودر آلومینیوم سولفات گرماداده می شود. آلومینیوم سولفات با آهک واکنش نشان می دهد و حباب های هیدروژنی ایجاد می کند.
با ریختن این مخلوط درون قالب، هیدروژن پخش و جایگزین هوا می شود. وقتی ترکیب یکدست شد، به سایز استاندارد بلوک ها برش داده می شود و به اتوکلاو، جایی که فشار حرارتی برای ایجاد استقامت وجود دارد، منتقل می شود.
از ویژگی های بارز این بلوک ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حجم گرمایی متوسط
- استفاده از زباله های صنعتی به عنوان مواد تشکیل دهنده اولیه
- خاصیت عایق بندی ایده آل
- کاهش 25 درصدی انرژی در پروسه تولید
- کارایی بالا
- کاهش مصرف انرژی در حمل و نقل به دلیل وزن سبک آن
- قابلیت جذب صوت
- قابلیت استفاده مجدد به دلیل استفاده از ملات آهک در ترکیبات آن
از معایب این نوع بلوک ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- از مواد تجدید ناپذیر در تولید آن ها استفاده می شود.
- این نوع بتن ها در معرض آسیب قرار دارند.
- استفاده از آلومینیوم، باعث ایجاد کربن می شود.
- استفاده از سیمان باعث گرم شدن زمین می شود.
تاثیر محیطی بلوک های بتنی
از جمله تاثیرات محیطی بلوک های بتنی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
گرمای زمین
بیش ترین تاثیر محیطی که تولید بلوک های بتنی در بردارد، به دلیل استفاده از سیمان است. تولید سیمان چیزی بین 5 تا 7 درصد از انتشار کربن دی اکسید جهانی را متحمل می شود.
40 درصد از تولید سیمان به واسطه استفاده از سوخت های فسیلی (معمولا ذغال سنگ) برای ایجاد گرمای 1500 درجه ای کوره های سیمان و 60 درصد باقی مانده از دگردیسی سنگ آهک در دمای بالا که اصطلاحاً کربناته کردن نام دارد، می باشد.
استخراج مصالح
بیشتر مصالح از منابع زمینی استخراج می شوند، با این حال تقریبا 20 درصد از شن، ماسه و سنگ ریزه ها از لایروبی بستر دریا به دست می آید. استخراج، پردازش و انتقال مصالح زمینی باعث تخلیه منابع، تخریب چشم اندازها و مصرف آب و انرژی می شود.
استخراج دریایی باعث ایجاد تداوم در بحث تاثیر بلند مدت لایروبی دریا، فرسایش ساحلی، ماهیگیری و دیگر مباحث زندگی دریایی می شود.
کاهش اثرات زیست محیطی
بهترین جایگزین برای سیمان، خاکستر حاصل از انفجار درکوره گرانول زمینی است که می تواند تا 50 درصد جایگزین سیمان پورتلند در ترکیبات بتنی شود.
در حال حاضر خاکستر پودرشده حاصل از سوخت، به عنوان جایگزین سیمان استفاده می شود. از این جایگزین، 15 درصد در حفظ بهینه مقاومت فشار در بلوک های متراکم و 50 درصد در بلوک های اسفنجی استفاده می شود.
محصولاتی در بازار در دسترس هستند که از ترکیب مصالح قابل بازیافت با مصالح دست نخورده استخراج شده تولید می شوند. با وضع شدن قانون مالیات مصالح که در سال 2002 برای کاهش تاثیرات زیست محیطی انجام شد، صنعت بتن به دنبال جایگزینی برای استفاده از 30 میلیون تن نخاله های ساختمانی تولیدشده در ایالات متحده در سال می گردد.
نوع خاصی از مصالح بازیافتی، مصالح بتنی بازیافت شده هستند که عملکرد آن ها به نسبت مصالح بازیافتی برتری دارند و تا 20 درصد جایگزین مصالح دست نخورده در بتن سازی می شود.
مصالح دست دوم
مصالح دست دوم، مصالح جانبی حاصل از استخراج های دیگر یا عملیات صنعتی می باشند. استفاده از مصالح دست دوم (ضایعات معدن، ماسه های ریخته گری و خاکستر حاصل از انفجارها) در بتن سازی باعث کاهش تقاضای مصالح طبیعی می شود. در حالی که هم زمان انتقال مقادیر قابل توجهی از ضایعات از محل تخیله نخاله های ساختمانی صورت می گیرد.
انواع جایگزین بلوک بتنی
برای جایگزینی بلوک بتنی موارد زیر پیشنهاد می شود:
بلوک های لانه زنبوری
بلوک های لانه زنبوری سال های زیادی است که به عنوان مولفه های پرکاربرد در ساخت دیوار در اروپا استفاده می شوند. از این بلوک ها می توان در ساخت لایه های داخلی دیوارهای حفره دار یا به عنوان لایه تکی برای دیوارهای اصلی که بار ساختمان را تحمل می کنند، استفاده کرد.
در کنار استفاده از این بلوک ها در ساخت دیوارها، از بلوک های لانه زنبوری می توان در سایر عملکردهای مشابه بلوک های بتنی استفاده کرد.
این بلوک ها همانند ساختارهای سلولی از سوراخ های عمودی تشکیل می شوند که باعث کاهش متریال های مورد استفاده و افزایش عملکرد گرمایی می شوند. بلوک ها از طریق اتصال عمودی خشک و اتصال افقی نازک ملات، مونتاژ می شوند.
از مزیت های بلوک های لانه زنبوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حجم گرمایشی متوسط به بالا
- خاصیت عایق بندی مناسب
- قابلیت بازیافت
- قابلیت استفاده مجدد در صورت عدم شکستگی و استفاده از ملات آهک
- کاهش پل های حرارتی توسط سیستم اتصال
- کاهش انرژی دربردارنده به نسبت بلوک های بتنی
از معایب این گونه بلوک ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استخراج خاک رس می تواند باعث فرسایش زمین شود.
- مواد آن تجدید پذیر نیستند.
- روش اجرای آن ممکن است برای بسیاری از لایه چین ها نا آشنا باشد.
- آسیب پذیری بالایی دارند.
- اجازه استفاده در فولادهای استاندارد و مسدود کننده های بتنی را ندارند.
بلوک پوکه معدنی
اگرچه بلوک های پوکه معدنی به تازگی وارد بازار شدند اما بر اساس تکنولوژی که سال ها است مورد استفاده قرارگرفته، پایه ریزی شدند. این بلوک ها می توانند هم در چهارچوب هایی با تحمل بار سنگین و هم غیر سنگین عرضه شوند. در تولید بلوک های پوکه معدنی از پوکه مخلوط با آهک و سیمان استفاده می شود.
از مزایای بلوک های پوکه معدنی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- این نوع از بلوک ها تجدید پذیر می باشند.
- خاصیت عایق بودن بسیار خوبی دارند.
- حجم گرمایشی بالایی دارند.
- اگر درست برچیده شوند قابلیت استفاده مجدد دارند.
- تجدید پذیر هستند.
- قابل تجزیه زیستی هستند.
- هیدروسکوپیک هستند. باعث ایجاد کنترل رطوبتی می شوند.
- سبک وزن هستند.
از معایب این بلوک ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده از سیمان باعث گرمایش زمین می شوند.
- نسبتاً تست نشده است.
بلوک خاک رس ضد حریق
بلوک های تولیدشده از خاک رس ضد حریق هنوز در ساختمان سازی مدرن به آن صورت معروف نیستند. با وجود محدودیت های موجود در ساخت دیوارهایی که بار اصلی ساختمان را تحمل نمی کنند، بلوک های خاک رس ضد حریق برای دیوارهای جداکننده داخلی و ساختارهای فریم دار مناسب می باشند.
از مزیت های این گونه بلوک ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- برای ساخت به انرژی کمی نیاز دارد.
- اگر تخریب نشوند قابلیت استفاده مجدد دارند.
- قابل بازیافت هستند.
- قابلیت تجزیه زیست محیطی دارند.
- حجم گرمایی بالای دارند.
- می توان برای تثبیت رطوبت داخلی از آن ها استفاده کرد.
- عایق خوبی برای صدا محسوب می شوند.
از معایب آن ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- مواد آن تجدید پذیر نیستند.
- استخراج خاک رس باعث فرسایش زمین می شود.
- به طور کلی برای ساخت دیوارهای اصلی مناسب نیستند.
- افزودن سنگ گچ به آن ها می تواند باعث کاهش عمر مفید این بلوک ها گردد.
- قابلیت دسترسی محدودی دارند.
بلوک بتنی عایق بندی شده
بلوک های بتنی عایق بندی شده از تراشه های چوب بازیافت شده که به همراه سیمان قالب زده میشوند، ساخته شده اند. این نوع بلوک باعث استحکام ساختار دیوار می شود و ورق یکپارچه از پشم معدنی باعث عایق بندی اضافی دیوار می گردد.
اگر از این بلوک ها به عنوان پایه اصلی در ساخت دیوارهای یک لایه استفاده شود، سرعت ساخت و ساز بالا می رود و عملکرد گرمایی بالایی حاصل می شود.
از مزایای این بلوک ها می توان به نکات زیر اشاره کرد:
- بازیافت 80 درصد از مواد چوبی پس از مصرف
- قابلیت استفاده مجدد
- افزایش سرعت ساخت و ساز
از معایب آن می توان به مورد زیر اشاره کرد:
- استفاده از سیمان در ساختار آن ها باعث افزایش گرمای زمین می شود.
کلام پایانی
ما در این نوشته از ساختمانچی به بررسی بلوک های بتنی و ویژگی های آن ها پرداختیم. امیدواریم از مطالعه این نوشته لذت برده باشید. در صورت تمایل نظرات خود را در این خصوص با ما در میان بگذارید.
