سبک سازی سازه ساختمان

برای سبک‌ سازی سازه ساختمان مصالح سبك بكار گرفته می‌شود. مصالح سبك مصالحی هستند كه در مقايسه با ساير مصالح مشابه وزن كمتري داشته و با به‌کارگیری آن‌ها وزن كلي ساختمان كاهش می‌یابد. استفاده از این نوع مصالح باعث سبك شدن و مقاومت ساختمان در مقابل حوادث طبيعي مختلف می‌شود. مصالح سبك را می‌توان به دو گروه مصالح سبك سازه‌ای و مصالح سبك غیر سازه‌ای تقسيم نمود.
سبك سازی ساختمان
نیاز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسكن وضرورت استفاده از روش ها و مصالح جدید به
منظور افزایش سرعت ساخت سبك سازی افزایش عمر مفید ونیز مقاوم نمودن ساختمان در برابر زلزله
را بیش از پیش مطرح كرده است .حل مشكلاتی نظیر زمان طولانی اجرا عمر مفید كم ویا هزینه زیاد
اجرای ساختمان ها نیاز مند ارائه راهكار هائی به منظور استفاده عملی از روش های نوین ومصالح
ساختمانی جدید جهت كاهش وزن و كاهش زمان ساخت , دوام بیشتر ونهایتا كاهش هزینه
اجراست.سبك سازی یكی از مباحث نوین در علم ساختمان است كه روز به روز در حال گسترش و
پیشرفت میباشد.این فن اوری عبارتست از كاهش وزن تمام شده ساختمان با استفاده از تكنیك های
نوین ساخت مصالح جدید و بهینه سازی روش های اجرا كاهش وزن ساختمان علاوه بر صرفه جویی
در هزینه زمان و انرژی زیان های ناشی از حوادث طبیعی مانند زلزله را كاهش داده و صدمات ناشی از
وزن زیاد ساختمان را به حداقل میرساند.
برای بكارگیری تكنیك های سبك سازی نخست باید به مسئله اول علل سنگین شدن وزن ساختمان
توجه كافی شود پس از شناخت این علل و عوامل باید جهت حذف یا به حداقل رساندن تاثیر آنها ووزن
تمام شده ساختمان تلاش نمود

روش های سبك سازی ساختمان بطور عمده به دو دسته تقسیم میگردند :

۱) سبك كردن اجزای باربر ساختمان
۲) سبك كردن سازه ساختمان
بخش عمده ای از مباحث مربوط به سبك سازی وتكنیك های رایج در مورد دستیابی به وزن مناسب
ساختمانی را در بر میگیرد كه شامل:شناخت مصالح سبك رایج در صنعت ساختمان (در داخل و خاج
كشور)وتكنولوژی استفاده از آنها, معیار های ارزیابی میزان كارایی این مصالح بعنوان مصالح سبك
ومیزان تاثیر به كار گیری مصالح نو در كاهش وزن ساختمان هزینه و زمان مورد نیاز اجرای یك
ساختمان.
تعریف مصالح سبك :مصالح سبك به مصالحی اطلاق میشود كه وزن مخصوص
انها از نمونه های مشابه كمتر بوده واستفاده از آنها به كاهش وزن كلی
ساختمان بیانجامد.
مصالح سبك در یك تقسیم بندی كلی به سه دسته تقسیم میشوند:
۱) مصالح سبك سازه ای
۲) مصالح سبك غیر سازه ای
۳) سیستم ها
▪مصالح سبك سازه ای:
به ان دسته از مصالح گفته میشود كه در موارد سازه ای در بنا به كار برده میشوند به سه نوع
تقسیم میشوند:
۱) بتونی
2) طبیعی
۳) صنعتی
▪بتن سبك:
یكی از مصالح مهم و كار امد در صنعت ساختمان مدرن است و دارای كاربرد های متنوعی
دارد.قابهای ساختمانی چند منطقه و دیوارهای جداكننده ,سقف های پوشاننده, صفحات
انعطاف پذیر پل ها, عناصر پیش تنیده وپس تنیده وبقیه اجزا از جمله این مواد هستند در
بسیاری از موارد فرم های معماری از تلفیق شده طرح های عملكرد ای میتواند به اسانی و
بهتر از هر مصالح دیگر بوسیله بتن سبك حاصل شود.
انواع بتن سبك : در یك تقسیم بندی كلی به سه دسته زیر تقسیم میشوند:
۲) بتن اسفنجی
۳) بتن بدون ریز دانه
۱) بتن سبك
بكار گیری بتن سبك به عنوان یك نوع از مصالح ساختمانی نوین ضمن كاهش بار مرده ساختمان
سرعت بسیار زیادی در اجرا بوجود می اورد.مزایای استفاده از بتن سبك سازه ای عبارتست از : بر
خورداری از امتیاز سرعت در نصب ,انطباق با هر نوع نقشه ساختمانی ,وزن كم, مقاومت زیاد و به
صرفه میباشد(بتن مصرفی در دیوار های غیر باربر)
مصارف تیر اهن را حذف كرده یا به حداقل ممكن كاهش میدهد و انرژی مصرفی اولیه ان ۱۰ درصد آجر
هم حجم خود است.(بتن سبك سازه ای)
دارای خاصیت ویژه ای از نظر ایزولاسیون در برابر حرارت وصداست.(بتن های عایق حرارتی)
بتن سبك را میتوان از لحاظ هدف از كاربرد آن به سه دسته كلی تقسیم كرد:
۱) بتن سبك سازه ای
۲) بتن سبك مورد مصرف در واحد
۳) بتن غیر سازه ای (بتن عایق بندی و جداكننده)
كاربرد بتن سازه ای سبك در مرحله اول مبتنی بر ملاحظات اقتصادی است.
انواع بتن سازه ای سبك را میتوان با توجه به روش تولید انها بصورت زیر طبقه بندی كرد.

▪بتن سبك دانه:

با استفاده از سنگ دانه های سبك ومتخلخل كه وزن مخصوص ظاهری آنها كمتر از ۶/۲
میباشد.این نوع بتن بعنوان بتن دانه سبك شناخته میشود.
اولین تقسیم بندی را میتوان بین سنگدانه های طبیعی ومصنوعی قائل گردید.گروه اصلی
سنگدانه های سبك طبیعی عبارت است از دیاتومه سنگ پا پوكه سنگ جوش های اتش
فشانی وتوف به استثنای دیاتومه همه این ها دارای منشا آتش فشانی

▪بتن اسفنجی:

با ایجاد حفره های بزرگ در داخل بتن با ملات بدست میآید.این حفره ها باید به وضوح از حباب
های فوق العاده ریز ناشی از حباب ریز قابل تشخیص باشند.انواع مختلف این نوع بتن با
اسامی بتن اسفنجی بتن متخلخل وبتن كفی یا گازی شناخته میشوند. یكی از راه های
ساختن بتن سبك ایجاد حباب های گاز در ملات خمیری مخلوط بتن میباشدوحباب ها باید در
ضمن اختلاط و تراكم وپایداری خود را حفظ كند.چنین بتنی بعنوان بتن اسفنجی یا متخلخل
شناخته میشود .

بتن بدون ریز دانه :

با حذف ریز دانه ها از مخلوط بطوریكه تعداد زیادی حفره های درونی در بتن
ایجاد شوددر این موارد معمولا درشت دانه های معمولی مورد استفاده قرار میگیرند.این نوع
بتن بدون ریز دانه شناخته میشود.

ـ نتیجه گیری بتن سبك:

مصالح سبك بتنی در سه نوع بتن سبكدانه بتن اسفنجی وبتن بدون ریز دانه ارائه میشود كه
هر كدام از این موارد در كاهش وزن ساختمن اثر چشمگیری از بتنهای سبكدانه با انواع
سبكدانه های طبیعی ومصنوعی تهیه میشود ودر موارد سازه ای نیمه سازه ای وغیر سازه
ای مورد استفاده قرار میگیرند.بتن اسفنجی در دونوع بتن گازی واسفنجی ارائه میگردند كه
غالبا مصارف سازه ای دارند.بتن بدون ریز دانه نوع سوم بتن های سبك میباشد كه در كاهش
وزن بار مرده ساختمان نقش بسزایی دادر.بنا بر این ممكن است استفاده از مصالح سبك
باعث كاهش هزینه تمام شده ساختمان نیز شود همانطور كه استفاده از مصالح سبك بدون
در بر داشتن هزینه اضافی میتواند نقش مناسبی در عایق سازی حرارتی ساختمان ایفا كند.

▪بتن گازی :

این نوع بتن در نتیجه یك واكنش شیمیایی كه گاز را در ملات تازه ایجاد میكند ساخته میشود.
این بتن هنگامی كه سخت میشود شامل تعداد زیادی حباب های گازی میباشد.
خواص بتن گازی یا بتن هوادار اتو كلاوه شده
این نوع بتن بعلت وزن كم وخواص عایق بندی حرارتی باعث كاهش جرم ساختمان وصرفه
جویی در مصرف انرژی میگردد. بدین لحاظ كاربرد آن در سطح جهان در گسترش میباشد. از
خواص عمده بتن گازی وزن مخصوص كم ,مقاومت مناسب عایق بندی حرارتی ومقاوم در برابر
آتش قابل ذكر میباشد.از كاربرد های عمده بتن گازی برای كاربرد های نیمه سازه ای مانند
پانل های سقف ودیوار مورد استفاده قرار میگیرند.

وضعیت تولید بتن گازی در كشور
الف) مجتمع تولیدی وصنعتی سیپوركس(شركت فر آورده های ساختمانی ایران)
ب) مجتمع تولیدی بنای سبك(هبلكس)
خواص بتن گازی:
جرم حجمی ,جمع شدگی ناشی از خشك شدن ,جذب اب
ـ نتیجه گیری بتن گازی:
بتن گازی ماده ای است كه نزدیك به ۷۰ سال سابقه كاربرد دارد به عنوان بتن سبك جهت
تولید بلوك های سبك ساختمان ویا پانل های سبك مسلح ساختمانی دارد.خواص مطلوب
شامل جرم حجمی پایین, نسبت مناسب مقاومت به جرم حجمی ,عایق بندی مناسب
حرارتی وثبات حجمی وجمع شدگی ناشی از خشك شدن نسبتا پایین باعث شده است.این
ماده در بسیاری از كشور های جهان با شرایط اقلیمی مختلف تولید و مورد استفاده قرار
میگیرد.
▪بتن كفی
با افزودن یك ماده كف زا معمولا بعضی شكل های پروتئین هیدرولیز شده یا صابون صمغی به
مخلوط ساخته میشود.ماده كف زا در ضمن اختلاط با سرعت زیادی حباب های هوا را تولید
میكند.هم چنین نسبت به بتن معمولی دارای مقاومت بهتری در مقابل آتش میباشد.
از مزایای دیگر استفاده از بتن اسفنجی ان است كه میتوان آن را برید میخ را نگه میدارد وبه
مقدار قابل قبولی پایا میباشد اگر چه درصد جذب آب این نوع بتن بالا است ولی سرعت نفوذ
آب در آن مادامیكه حفره ها با مكش آب پر نشود پایین میباشد به این دلیل بتن اسفنجی
مقاومت نسبی خوبی در مقابل یخبندان دارد واگر دوغابی شود میتوان از ان در ساختن دیوار
ها استفاده نمود.

بتن پلیمری سبك:

بتن سبك امتیازاتی بر بتن معمولی دارد مانند وزن مخصوص كمتر عایق بودن حرارتی وكاهش
ابعادی ومقاطع بتنی ولی دارای نقایصی مانند نفوذپذیری آب ضرورت به كار گیری روش های
ویژه برای اتصال قطعات به یكدیگر وتحمل ار كمتر است.استفاده از بتن های پلیمری سبك در
تهیه قطعات پیش ساخته نماهای ساختمانی وتزیینی متداول گردیده است.بتن پلیمری علاوه
امتیازات بتن معمولی سبك دارای مقاومت فشاری بالا نفوذپذیری كم امكان رنگ پذیری
وپذیرش طرح های تزیینی وامكان تهیه در ضخامت های كم میباشد.

▪بتن الیافی:

بتن مسلح یا الیاف بتن الیافی بتنی است كه با سیمان هیدرولیكی مصالح سنگی ریز دانه
ودرشت دانه والیاف مجزا وغیر پیوسته ساخته میشود.هدف از مسلح نمودن بتن یا الیاف
افزایش مقاومت كششی جلوگیری از توسعه ترك ها وافزایش سختی بوسیله انتقال تنش در
عرض مقطع یك ترك میباشد.بدین ترتیب در مقایسه با بتن بدون الیاف امكان تغییر شكل های
بزرگتری فراهم میشود.

مصالح سازه ای طبیعی:
چوب:چوب از جمله مصالح سبك سازه ای كه تجربه های موفقی د راكثر كشور های جهان
داشته است.
الف) مصالح چوبی:
چوب به عنوان یكی از مصالح ساختمانی دارای چند خاصیت با ارزش است مقاومت نسبی بالا
مقدار چگالی كم ورسانایی كم در عین حال چوب چندین نقطه ضعف نیز دارد.در مقطع عرض
دارای خواص متفاوت ا زجهات مختلف دادر.هم چنین چوب دراری قابلیت پوسیدن و اشتعال
است.چوب سنگین تر معمولا مقاوم تر است بار بیشتری را تحمل میكند قابلیت هدایت حرارتی
چوب كم است.وبه این دلیل برای ساختن عایق حرارتی مناسب است.چوب از لحاظ مصرف به
اشكال مختلف چب های بریده شده چوب های ورقه ای وچوب های گرد تقسیم بندی
میشوند.چوب های گرد:ضخامت بین ۱۴_۳۴سانتی متر ودرازای ۸/۱_۷/ متر دارندوبه دودسته
گردبینه وتیر تقسیم میشوند.
▪️ چوب های بریده شده :
۱) چهار تراش :
مقطع آن مربع است .مقطع ابعاد ان كمتر از ۲۰ سانتی متر و درازای ان ۴ یا ۵ متر است.
۲) بینه:
از تقسیم یك گره بینه بدست میاید.
۳) الوار:
ممكن است چهار گوش یا سه گوش باشد كه تقریبا راست وبدون گره است طول ان ۳ متر
است.
▪چوب های ورقه ای:
اغلب این ورقه ها بصورت روكش برای سطح تخته های مصنوعی مثل نئو پان وتیر استفاده
میشود چوب های مصرفی در روكش سازی باید از مرغوبیت بالائی برخوردار باشد.
چوب های مصنوعی شامل تخته چند لایی :مزایای آن كم كردن پدیده هم كشیدگی و وا
كشیدگی است
▪تخته خرده چوب (نئوپان۹تخته فیبرها صفحات چوب سیمان):
این صفحات در برابر آتش كاملا مقاومند در برابر قارچ های چوب كاملا متفاوتنددر برابر اب
ورطوبت وپوسیدگی سرما ویخبندان كاملا مقاومند عایق صدا وحرارت هستند سبك میباشد و
در اكثر قسمت های ساختمان فابل مصرف است قابلیت نصب بر روی آجر وبتون را دارد از نظر
اتصالات قابلیت های چوب را دارد و هم چنین قابل یخ زدن وپیچ كردن است.
۱) كانتكس :
از این محصول برای ساخت دیوار سقف كاذب ومانند این ها استفاده میشود.كانتكس از
مصالحی است كه عایق حرارت وصوت در برابر اتش سوزی است و به راحتی بر روی تیر های
آهنی و چوبی و تیر چه های بتونی قابل نصب است.
۲) آندولین:
سقف پوشی است موج دار متشكل از الیاف گیاهی ومواد شیمیاییی ومصنوعی اشباع شده
میباشد
۳) تخته های گلوكام:
بصورت های گوناگون در ساختمان به كار برده میشود.از جمله در اجرای اسكلت كف سازی
قاب سازی چهار چوب بندی سقف وبام پی سازی پوشش دیوار ها وبام تزیین خارجی
وپوشش خارجی عایق بندی حرارتی وصوتی نازك كاری سقف و دیوار های داخلی وپوششش
كف.

ـ نتیجه گیری:

چوب از جمله مصالح سبك سازه ای میباشد كه تجربه های موفقی در اكثر كشو ر های دنیا
داشته است.بسیاری از بناهای چوبی در سر تا سر دنیا در برابر عوامل مختلف محیطی
وطبیعی از جمله شرایط اقلیمی ونیرو های جانبی از جمله زلزله وباد مقاومت وپایداری بسیار
خوبی از خود نشان دادند. در هر صورت مشكلات پایه ای در زمینه استفاده از این نع مصالح
سبك علی الخصوص در زمینه سازه ای وجود دارد.هر چند كه سایر كشور ها تجربه های
موفقی دز زمینه استفاده از این نوع مصالح داشته اند.
ب)مصالح سبك صنعتی:
یكی از روش های سبك سازی ساختمان ها كاهش وزن تیغه های بار بر در ساختمان
است.یكی از روش های نیمه پیش ساخته روش ساخت وساز به كمك پانل ها ی ساندویچی
پیش ساخته تردی را نام بردكه با نام های تجاری مختلف از قبیل :پوما سپ وسیلانوبا این
روش تا دو طبقه ساختمان با استفاده از باربری قطعات مورد نظر ساخته میگردد.
پانل هابه دو گروه تقسیم میشوند:
۱) سازه ای
۲) غیر سازه ای
پانل های سازه ای در موارد سازه ای وغیر سازه ای بكار برده میشود:
۱) پانل های ساندویچی یا بتن پاششی
۲) پانل با هسته لانه زنبوری
۳) پانل های اف.آر.پی
▪پانل های ساندویچی با بتن پاششی
پانل های سه بعدی ساندویچی از جمله كامپوزیت های پلیمری میباشند.ساندویچ پانل
مصرفی به عنوان نام وپوشش دیواری بصورت كنگره ای وصاف ونوع سقفی ان با بر جستگی
هایی به صورت شادولاین میباشد.پانل های سقفی دیافراگم كف را تشكیل میدهد این پانل
ها در كنار یكدیگر مستقر شده وروی پانل های دیوار نصب میگردند.پانل های دیوار علاوه بر این
كه جداكننده فضا های معماری هستند نقش دیوار بار برقائم و دیوار برشی در برابر بار های
جانبی را هم ایفا میكنند.بنا بر این عموما در اینگونه سازه ها اسكلت فلزی یا بتنی وجو د
نداردوساندویچ پانل به دلیل شكل خاص خود از ظرفیت بار بری بالایی ب خورداراست.ونیز از
پانل های غیر بار بر در ساختمان علاوه بر كاهش وزن مزایاییی از قبیل یكپارچه بودن تیغه ها با
سازه در برابر بار های جانبی را داراست.
▪سنگ دانه های طبیعی:
سنگ دانه های مصنوعی, رس, شیل و اسلیت منبسط شده ور میكولیت سر باره كوره ای
سنگدانه كلینگر وپس مانده زغال كك.
بتن های بدست امده از سنگ دانه های سبك به سه دسته تقسیم میشوند:
▪بتن ساز ه ای:
از رس وشیل منبسط شده وبه روش خاكستر های كلوخه ای , خاكستر بادی گندوله ای وسر
بار منبسط شده ورس, اسلیت وشیل منبسط شده بدست میاید.
▪بتن با مقاومت متوسط(نیمه سازه ای):
از پوكه سنگ ها و سنگ های آتشفشانی تولید میشود.
▪بتن جدا كننده
بتن (عایق)از پرلیت وورمیكولیت حاصل میشود,
▪بتن سبك با سبكدانه پلی استایرن
نمونه موردی از سنگ دانه های سبك تولید داخل
▪سنگ دانه های سبك لیكا
ویژگی های عمومی دانه های لیكا :
▪بافت متخلخل دانه های لیكا كه از انبساط خاك رس و در نتیجه ایجاد ومحبوس شدن گازها
در توده خمیری روان در دمای حدود ۱۲۰۰ در جه سانتی گراد بوجود می اید . از خصوصیات ا
ساسی این دانه ها میباشد.
نتیجه گیری:
كسب مقاومت فشاری در حد مقاومت سازه ای با استفاده از بتن سبك حاوی لیكا امكان پذیر است
به كار گیری میكرو سیلیس در ساخت نمونه های بتن سبك باعث افزایش مقاومت فشاری میگردد.
استفاده از میكرو سیلیس باعث كاهش جذب حجمی وجذب مویینه بتن سبك حاوی لیكا میشود.
جمع شدگی ۹۰ روزه بتن سبك حاوی لیكا به كار گیری میكرو سیلیس كمتر از نمونه شاهد میباشد.
بطور كلی توصیه میگردد با توجه به منابع فراوان رس در كشور هم چنین تكنولوژی ساخت دانه های
لیكا وساخت سازه های سبك بررسی و دا نه های بتن سبك حاوی لیكا در سطح گسترده تری انجام
گردد ودستور العمل ها واستاندارد هایی برای استفاده از لیكا در صنعت ساختمان تدوین گردد