همه آنچه باید در مورد بتن متخلخل بدانید!

همه آنچه که بایستی در مورد بتن متخلخل بدانید:

بتن متخلخل یکی از رایج ترین انواع بتن مورد استفاده در ساخت و ساز جاده و روسازی است.این بتن جهت مقابله به مشکلات رواناب در سطح شهرها،ایجاد گودال های آب در جاده ها یا باند فرودگاه ها و ... طراحی شده است.

پروژه هایی که از بتن متخلخل استفاده می کنند،مشکلات کمتری با آب پلانینگ،اسپری لاستیک و تجمع برف دارند.همچنین نیاز به فاضلاب حاشیه ای را کاهش می دهند.این بتن از مخلوطی از سیمان،آب و سنگدانه درشت تشکیل شده است.این نوع بتن همچنین فاقد ماسه برای ایجاد ساختار متخلخل می باشد.این ویژگی اجازه می دهد تا آب به راحتی از لایه های بتن عبور کند.برای آشنایی بیشتر با این نوع بتن تا انتهای متن با ما همراه باشید.

بتن متخلخل چیست؟

بتن متخلخل را می توان بتنی با ساختار خلل و فرج دار که اسلامپ تقریبا صفر را نشان می دهد تعریف کرد.این نوع بتن بدون استفاده از سیمان پرتلند با موادی از جمله سنگدانه درشت،مواد افزودنی شیمیایی،آب و سنگدانه ریز کم یا بدون سنگدانه تولید می شود.

بتن متخلخل یا تراوا که به درستی طراحی و تولید شده باشد،ماده ای موفق در زمینه کاهش میزان بارش تبدیلی به رواناب است.در عین حال،مهمترین مزایای بتن تراوا توانایی آن در جذب صدای ناشی از چرخ های خودرو به دلیل حفره های موجود در آن،افزایش کیفیت آب تخلیه شده با حفظ فلزات سنگین آلاینده (فیلتر کردن) و از بین بردن اثر گرمایی شهری (به لطف حفره های درون آن گرما را به دام می اندازد)است.

سطوح بتنی متخلخل تراوا با کاهش جریان آب سطحی این اثر منفی شهرنشینی را خنثی می کنند و از منابع آب از طریق زهکشی محافظت می نمایند.علاوه بر این،بتن نفوذپذیر با ساختار توخالی خود می تواند به عنوان یک بستر ذخیره سازی عمل کند و با کمک باکتری های هوازی موجود در حفره های آن سبب شستن آلاینده ها و موادشیمیایی مضر و انجام فرآیند تصفیه آب باران شود.در نتیجه انتقال آب تمیز به سطح آب های زیرزمینی را تضمین می کند.

تاریخچه بتن متخلخل

بتن متخلخل برای اولین بار در دهه 1800 در اروپا تولید و مورد استفاده قرار گرفت.این نوع بتن در آن زمان برای اهداف ساختاری مختلف از جمله ساخت دیوارهای باربر،پانل های پرکننده و روسازی سطوح استفاده شد.بتن تراوا پس از جنگ جهانی دوم به دلیل کمیاب بودن سیمان دوباره در خارج از کشور محبوب شد.

ساخت و استفاده از این نوع بتن یک نوآوری جدید نبود و نسل قبلی بتن تنها پنجاه سال پیش از این تاریخ در ایالات متحده اجرا شده بوداین مفهوم در دهه 1960 به امید کاهش سیل،افزایش سطح آب و پر کردن سفره های زیرزمینی پیشنهاد شد.درحالی که یک دهه بعد آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) آزمایش آن را برای تعیین هزینه و کارایی این نوع بتن آغاز کرد.این آزمایش ها در محل های مختلفی از جمله پنسیلوانیا و تگزاس انجام شد و تگزاس مهمترین مکانی بود که نظارت بر استفاده از این نوع بتن را مورد توجه جدی قرار داد.بتن تراوا در حال حاضر در نقاط مختلف جهان استفاده می شود و تعداد کاربردهای آن در ده سال گذشته به شدت افزایش یافته است.از راهروها و پیاده روها گرفته تا فضاهای تجاری و چند هکتاری را می توان با این نوع بتن روسازی کرد.

ویژگی های بتن متخلخل

خواص و ویژگی های مکانیکی و فیزیکی بتن متخلخل را می توان شامل موارد ذیل دانست:

مقاومت فشاری بتن متخلخل

از آنجایی که بتن متخلخل حاوی درصد بالایی از حفره ها است،مقدار مقاومت فشاری آن به طور کلی کم است و مقاومت فشاری آن بین 3.5 مگاپاسکال و 28 مگاپاسکال متغیر می باشد.با این حال،این مقادیر کم را می توان با افزودن برخی مواد افزودنی به مخلوط بتن افزایش داد.بین مقاومت فشاری بتن عبوری یا متخلخل و نسبت فضای خالی آن رابطه معکوس وجود دارد.

حفره های این نوع بتن و وزن واحد حجم آن

بتن عبوری یا متخلخل از حفره های بزرگ به هم پیوسته با ابعاد بین 2 تا 8 میلی متر تشکیل شده است.این شکاف یا حفره ها متاثر از نسبت مخلوط مورد استفاده،نوع سنگدانه و درجه تراکم بتن هستند.به طور کلی،نسبت فضای خالی در بتن عبوری بین 15 تا 35 درصد متغیر است.تخلخل زیاد بتن عبوری به طور قابل توجهی مقاومت و وزن واحد حجمی آن را کاهش می دهد.

نفوذپذیری

مهمترین ویژگی بتن متخلخل یا نفوذپذیر توانایی آن در نشت آب از طریق حفره های خود در مدت زمان کوتاه است.این خاصیت نفوذپذیری تنها به نسبت فضای خالی ساختار بتن بستگی ندارد،بلکه به توزیع اندازه،شکل،اتصال حفره ها بهم و ته نشین شدن حفره ها نیز بستگی دارد.در منابع معتبر،مقادیر نفوذپذیری برای این نوع بتن از 0.003 تا 3.3 سانتی متر بر ثانیه ذکر شده است.مجموع فضای خالی بتن متخلخل تراوا را می توان تقریبا به سه قسمت تقسیم کرد: حفره های ماکرو به هم پیوسته،حفره های مویرگی و حفره های جداشده.اینها حفره های به هم پیوسته ای هستند که خاصیت نفوذپذیری بتن را ایجاد می کنند و محتوای خالی موثر نامیده می شوند.

مزایا و معایب بتن متخلخل

مزایا و معایب بتن متخلخل را برای درک بهتر خواننده به صورت مجزا و موردی به شرح زیر بررسی می کنیم:

مزایای بتن متخلخل

مزیت اصلی بتن متخلخل این است که آب باران و بارش های طوفانی را جذب می کند.با این حال،مزایای مستقیم و غیرمستقیم متعددی را نیز به شرح زیر دارد:

1-تغذیه آب های زیرزمینی

آب باران از بتن متخلخل نفوذ می کند و از طریق زمین وارد سفره آب های زیرزمینی می شود.این اثر در نهایت باعث افزایش سطح آب های زیرزمینی می گردد.

2-کاهش رواناب سطحی

در صورت استفاده از بتن متخلخل رواناب آب باران کاهش می یابد زیرا سطح متخلخل بتن به آب اجازه می دهد از طریق آن به زمین نفوذ کند.بنابراین،رواناب سطحی کاهش می یابد.

3-کاهش فاضلاب

با توجه به کاهش رواناب سطحی ناشی از بارش،اندازه و نیاز فاضلاب ها کاهش می یابد.بنابراین،صرفه جویی در هزینه های سیستم زهکشی انجام می شود.

4-توسعه درختان و جنگل ها

آب باران که از طریق زمین نفوذ می کند،رطوبت بیشتری را در سطح خاک فراهم می آورد.علاوه بر این،حفره های بتن عبوری،هوای لازم را برای تنفس ریشه ها فراهم می کنند.در نتیجه،ارائه یک محیط سالم تر برای رشد ریشه ها به درختان و گیاهان مهیا می شود.

5-فیلتر کردن آب باران

بتن متخلخل به عنوان فیلتری برای آب باران عمل می کند.با به کارگیری این نوع بتن خاک در حفره ها به دام می افتد و از این رو فقط آب شفاف به نهر،حوض یا دریاچه ها می رسد.

معایب بتن متخلخل

در حالت کلی معایب بتن متخلخل را می توان شامل موارد زیر دانست:

-در پیاده روهایی با جریان ترافیک سنگین قابل استفاده نیست.

-نیاز به زمان پخت طولانی تری دارد.

-آزمایش های معمولی بتن مانند آزمایش اسلامپ و آزمایش ضریب تراکم در این نوع بتن قابل اجرا نیستند.

-نیاز به تمرین تخصصی ساخت و ساز دارد.

-ملاحظات طراحی خاصی برای استفاده از آن باید اجرا شود.

-برای حفظ خاصیت نفوذپذیری خود به تمیز کردن منظم نیاز دارد.

کلام آخر

بتن متخلخل به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع بتن در ساخت و ساز و راه سازی اجازه می دهد تا آب از طریق آن جریان یابد.نفوذپذیری این نوع بتن به درصد فضاهای خالی بتن و اندازه حفره ها بستگی دارد.به طور معمول،15-25% فضاهای خالی در بتن نفوذپذیر سخت به دست می آید.سرعت جریان بتن عبوری تقریبا 480 اینچ در ساعت (200 لیتر در مترمربع در دقیقه) است.نرخ جریان می تواند بسیار بیشتر از مقادیر معمولی باشد.در ساخت و تولید این نوع بتن از سنگدانه های ریز استفاده نمیکنند.بنابراین،دارای سطحی دانه دانه است.همچنین بتن عبوری یا متخلخل اصطکاک بالاتری را به تایرهای خودرو ارائه می دهد.متعاقبا،رانندگی بر روی بتن عبوری در باران و برف آسان تر می شود.همچنین این نوع بتن اجازه جمع شدن آب را در معابر نمی دهد.