۲-۴٫ روش های افزایش مقاومت بتن سبک
کم بودن مقاومت بتن سبک عامل مهمی در محدود نمودن دامنه کاربرد این نوع بتن و بهره گیری از امتیازات آن بوده است. برای بدست آوردن بتن سبک با مقاومت بالا روش های زیادی مورد توجه قرار گرفته است. عامل مؤثر و مشترک در کلیه این پژوهشها مصرف میکروسیلیس در بتن می باشد[۱۹]. تحقیقات نشان می دهد که مقاومت بتن سبک ساخته شده با بهره گرفتن از سبکدانه های سیلیسی منبسط شده تابعی از مقاومت سبکدانه ها و ملات است. بدین صورت که با افزایش مقاومت سبکدانه و مقاومت و حجم ملات، مقاومت بتن سبک هم افزایش می یابد.

۲– ۵٫ انواع سبکدانه ها
انواع سبکدانه هایی که در ساختار بتن سبک (بتن سبکدانه) استفاده می شوند عبارتند از:
الف– سبکدانه های طبیعی: سنگدانه های طبیعی سبک منشأ آتشفشانی یا رسوبی دارند. از سنگدانه های سبک آتش فشانی پامیس، پوکه سنگ «اسکوریا سنگ» یا خاکسترها و توف ها و از سنگدانه های سبک رسوبی دیاتومیت را می توان نام برد. این نوع سبکدانه ها به دلیل اینکه فقط در بعضی جاها یافت می شوند به میزان زیاد مصرف نمی شوند. معمولاً اینگونه مصالح از ایتالیا و آلمان صادر می شود[۲۰].
ب- سبکدانه های مصنوعی: سبکدانه های مصنوعی به روش های ذیل تولید می گردد :
- از حرارت دادن و انبساط خاک رس، سنگ رس، سنگ لوح پرلیت، ورمیکولیت، اپسیدین و سنگ رس دیاتومه ای بدست می آیند.
- سربار مذاب کوره های آهنگدازی با پاشیدن مقادیر کنترل شده آب به کمک جت آبی منبسط می گردد.
- از جوش های صنعتی حاصل از خاکستر کوره های زغال سنگ استفاده می شود.
- دانه های سبک از ترکیبات آلی نظیر پلی استایرن منبسط شده تولید می شوند[۲۰].
۲-۶٫ سبکدانه های طبیعی
۲-۶-۱٫ پومیس
برخی از دانه های سبک طبیعی مانند پومیس یا اسکوریا محصول انفجارات آتشفشانی هستند. پومیس اغلب حاصل انفجار اسیدی است که به رنگ روشن با بافت سلولی، شیشه ای و حاوی حبابهای فراوان دیده می شود. پومیس به عنوان یک ماده معدنی آتشفشانی شامل سیلیس است که بعد از فعالیت آتشفشانی و در اثر سرد شدن ناگهانی با محبوس شدن ذرات ریز حبابهای هوا در داخل آن ایجاد می شود[۲۱]. از جمله منابع سبکدانه موجود در کشور پوکه معدنی کوه تفتان در سیستان و پومیس اسکندان در حومه تبریز می باشد.
۲-۶-۲٫ پوکه معدنى
این سنگ به رنگ سفید مایل به زرد تا خاکستری روشن با منافذ باز و بسته نامنظم و سطح ظاهری ناصاف و گوشه دار است. پوکه معدنی در اثر انباشته شدن خاکسترهای آتشفشانی و آهسته سرد شدن آنها همراه با انبساط ناشی از حبابهای بوجود آمده توسط بخار و گازهای موجود در آن بوجود می آید. این سنگ در اطراف کوههای آتشفشانی و بخصوص در حوالی چشمه های آب معدنی دیده می شود. معادن آن بسیار غنی بوده و در بسیاری از نقاط ایران موجود است. در ایران می توان از پوکه های معدنی بستان آباد تبریز و ملارد و زینه (واقع در جاده هزار، از توابع آمل واقع در استان مازندران) نام برد.
وزن مخصوص پوکه کم و در حدود Kg/m³ ۷ و از لحاظ حرارتی از مقاومت بالایی برخوردار است. نقطه ذوب آن بالا (۱۳۴۲ درجه سانتی گراد) و تا حرارت ۷۶۰ درجه سانتی گراد تغییر قابل ملاحظه ای در شکل و حجم آن ایجاد نمی شود[۱۶].
۲-۶-۲-۱٫ موارد مصرف پوکه معدنی
۱- جهت شیب بندی بامها و کف ساختمان (که سبب عایق شدن صوتی و حراتی سقف میشود)
۲- تهیه بلوکهای سبک سقفی و دیواری، موزائیک سبک، برای قطعات سازه ای سبک و غیرسازه ای
۳- به عنوان عایق حرارت رودخانه ها، گرمخانه ها و پوشش لوله های حرارتی
۲-۷٫ سبکدانه های مصنوعی تولید داخل کشور
۲-۷–۱٫ پرلیت
پرلیت نوعی سنگ آتشفشانی با ترکیب اسیدی تا حد واسط است که در محیط آب و یا مرطوب تشکیل می شود. پرلیت دارای بافت شیشه ای است و به سبب همراه داشتن آب، اشکال کروی در آن ایجاد شده است. میزان آب همراه با پرلیت در حدود ۲ تا ۵ درصد است. بعضی از دانشمندان معتقدند پرلیت از هیدراسیون اسبیدین عامل گردیده است و آب موجود در آن به صورت مولکولی و هیدروکسیل است. نسبت مقدار این دو نوع آب در پرلیت به میزان فراوانی اکسید کلسیم و منیزیم بستگی دارد. پرلیتها ناپایدارند و با گذشت زمان شروع به تبلور می کنند و سپس خاصیت اصلی خود را از دست می دهند. بیشتر پرلیتهای مرغوب به دوران سوم و چهارم زمین شناسی تعلق دارند[۲۰].
۲-۷-۱-۱٫ طرز تهیه پرلیت
سنگ پرلیت را نخست خرد و سپس دانه بندی می نمایند. پرلیت دانه بندی شده ابتدا به بخش پیش گرم و از آنجا به داخل کوره هدایت می گردد. دمای داخل کوره میان ۷۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد و بر پایه ترکیب شیمیایی و میزان آب موجود در پرلیت تنظیم می شود. پرلیت در داخل کوره منبسط و به کمک جریان هوا به طرف بالا رسانده می شود. مواد زاید به طرف پایین کوره سقوط می کنند[۲۰].
شکل(۲-۱). سنگ پرلیت
۲-۷-۱-۲٫ کاربرد پرلیت
مصارف مهم پرلیت منبسط شده عبارت است از تهیه بتن سبک وزن، پرکنندگی، عایق حرارتی و صوتی، کشاورزی و به عنوان صافی و ساینده است.
پرلیت را می توان به نسبتهای مختلف با سیمان مخلوط کرد و از آن قطعه های سبک وزن تهیه کرد. ملات پرلیت از ملات سیمان سبکتر، هدایت گرمایی آن کم و جذب صدای آن بیشتر است. در رنگ سازی، پلاستیک، لاستیک و عایق بندی فضای خالی دیوارهای دو جداره بکار می رود. صفحات پرلیتی را به کمک پرلیت و یک ماده چسباننده نظیر گچ می توان تهیه نمود. این صفحات وزن کم دارند و به عنوان عایقهای خوب حرارتی و صوتی بکار می روند. صفحات جذب صدا از مخلوط پرلیت و آزبست پرس شده تهیه می گردد. در ضمن پرلیت خام در صنایعی همچون سرامیک، سانیره ها ، ساخت الکترود، تهیه سیمان، مواد منفجره، متالوژی، تولید زئولیت مصنوعی، فیلتر و صافی و ساخت فیبر شیشه ای کاربرد دارد[۲۰].
۲-۷-۱-۳٫ منابع پرلیت در کشور و جهان
ذخایر بزرگی از پرلیت در شرق جاده میانه-تبریز در ناحیه سفید خانه (۴۶ کیلومتری شمال شرقی میانه) اطراف آبادی طارم (در غرب میانه) کشف گردیده است. میزان ذخیره معدن سفید خانه در حدود ۵۰ میلیون تن گزارش گردیده است. با اکتشافات انجام شده توسط اداره کل معادن و فلزات خراسان، ذخایر با ارزشی در اطراف بیرجند، فردوس و طبس کشف گردیده است. در دیگر نقاط ایران و از جمله در استان سیستان و بلوچستان و شهرهای نائین و کاشان نیز ذخایر پرلیت کشف شده است. میزان پرلیت مصرفی جهان در سال ۱۹۹۷، ۸/۱ تا ۹/۱ میلیون تن گزارش شده است. کشورهای مهم تولید کننده پرلیت عبارتند از: آمریکا، روسیه، یونان، ایتالیا، ژاپن و …[۲۰]
۲-۷-۲٫ لیکا (LECA)
واژه لیکا از عبارت Light Expanded clay Aggregate (دانه رس سبک منبسط شده) گرفته شده است. این دانه ها در کوره های گردان و در حرارت حدود ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد، از انبساط نوع خاصی از خاک رس تولید می شوند. دانه های لیکا دارای شکل تقریباً گرد و سطح زبر و ناهموارند. رویه میکروسکوپی خارجی دانه ها، دارای خلل و فرج ریز و قهوه ای رنگ و بخش داخل دانه ها، دارای بافت سلولی سیاه رنگ است. این دانه ها به دلیل خواص زیادی چون عایق صوتی و حرارتی، سبکی، فساد ناپذیری، خنثی بودن، مقاومت بالا در برابر آتش و غیره، در بخش ساختمان به صورت قطعات بتنی سبک و پرکننده مناسب و در بخش کشاورزی بخصوص در کشت بدون خاک (Hydroponic) مصرف گسترده ای دارند[۲۱].
شکل(۲-۲). لیکای درشت دانه
۲-۷-۲-۱٫ مزایا و موارد کاربرد لیکا در صنعت ساختمان
مقاوم در برابر آتش: با توجه به اینکه دانه های لیکا در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد تولید می شوند، دیوار ساخته شده از این جنس با وزن حدودKg/m³ ۱۳۰ بیش از ۳ ساعت در برابر آتش و سرایت آن مقاومت می کند. این مسأله فرصت زمانی کافی برای فرار ساکنان را فراهم می کند.
وزن کم: نیروی زلزله وارد بر سازه رابطه مستقیم با وزن سازه دارد. با کاهش وزن هزینه های سازه ای ساختمان به شدت کاهش می یابد. وزن مخصوص دانه های لیکاKg/m³ ۴۳۰-۳۳۰ ، وزن مخصوص بتن لیکا در حالت متراکمKg/m³ ۹۵۰ و در حالت غیر متراکمKg/m³ ۷۰۰ میباشد.
جدول(۲-۱). دانه بندی لیکا