بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به توسعه روزافزون فضاهای شهری و نیاز بشر به راههای ارتباطی درونشهری، استفاده از روسازیهایی که سازگار با محیطزیست باشند خالی از اهمیت نیست. بتن متخلخل نوعی روسازی صلب به شمار میرود کهعموماً بدون ریزدانه و با دانهبندی منفصل است، نفوذپذیری و تخلخل افزایشیافته این بتن یک رویکرد نوآورانه برای کنترل و مدیریت روانآب و فاضلابهای سطحی ایجاد میکند. هنگامیکه بتن متخلخل بهعنوان روسازی استفاده شود، با حذف نیاز به تأسیسات نگهداری رواناب اجازه جذب به روانآب سطحی میدهد، این فرآیند موجب نفوذ آب به داخل زمین شده و تقویت منابع آبهای زیرزمینی را در پی دارد.
کاهش ذخایر آبهای زیرزمینی و آلوده شدن آنها به آلایندههای صنعتی و شیمیایی در بیشتر مناطق مشکلات متعددی را در پی دارد، استفاده از بتن متخلخل نوعی پیشتصفیه رواناب قبل از نفوذ به خاک محسوب شده و از نفوذ مواد روغنی به خاک و در نتیجه آبهای زیرزمینی جلوگیری میکند. مقادیر ریزدانه موردنیاز در دانهبندی بتن متخلخل حداقل است و از دانهبندی درشت منفصل تک اندازه در آن استفاده میگردد. کنترل دقیق نسبت آب به سیمان برای ساخت یک خمیر باکیفیت، بسیار ضروری است. خمیر سیمان بااتصال دانههای سنگی درشت، حفرات به هم پیوستهای را به وجود میآورد که برای زهکشی آب کاربرد مناسبی دارد. درصد تخلخل این بتن بهطور معمول 15 تا 25 درصد در بتن سخت شده، در نظر گرفته میشود. سرعت نفوذ آب در آن 730 - 81 L/min/m2 است.
واژههای کلیدی: اجرا، بتن متخلخل، رواناب، روسازی، کاربرد، عوامل مؤثر
الف- مقدمه
بتن متخلخل نوع خاصی از بتن با تخلخل بالاست که یکی از عمدهترین کاربردهای آن اجرای روسازی است معمولاً فاقد ریزدانه بوده و تنها با ملات سیمانی، مصالح درشتدانه را به هم میچسباند. این بتن با اسلامپ پایین بوده و در مقایسه با بتن معمولی که دارای 5-3 درصد فضای خالی است، 25-15 درصد، تخلخل دارد. باوجود حفراتی بهاندازه 8-2 میلیمتر بهصورت زهکش عمل مینماید و ازاینرو بهعنوان پیشتصفیه رواناب قبل از ورود به آبهای زیرزمینی میتواند مورداستفاده قرار گیرد. با اجرا و نگهداری صحیح، سنگفرشهای بتن متخلخل میتواند تا 65 مواد حل نشدنی و تا 95 رسوبات روانابها را برطرف کند. مقاومت فشاری این بتن از 2/8 تا 28 مگا پاسکال بسته به شرایط استفاده متغیر است.با توجه به رشد آلایندههای منابع آب زیرزمینی در سالهای اخیر میتوان دریافت که روان آب آلوده یکی از دلایل آلودگی ذخایر آب زیرزمینی است. همچنین می توان بهاحتمال وقوع سیل در پاییندست، در اثر جریان روان آب اشاره کرد. بتن متخلخل میتواند مقدار روان آب را بسیار کم کند و مواد روغنی و گریسی موجود در آن را جذب کند تا تأثیر در آلایندگی ذخایر آب زیرزمینی به حداقل برسد.
کاربردها
سرعت نفوذ بالای بتن متخلخل توانایی ذخیره آب باران از طریق نفوذ به خاک بستر، کاهش رواناب سطحی، تقویت آبهای زیرزمینی را دارد. در پارکینگهای روباز استفاده بهینه از آب باران برای تغذیه ذخایر آب زیرزمینی با توجه به ویژگی تخلخل بالای این بتن بهخوبی صورت میگیرد. همچنین کاهش تأسیسات جمعآوری روان آب در این پارکینگها با توجه به این خصیصه امکانپذیر است. روسازی بتن متخلخل و اساس آن با دارا بودن ظرفیت ذخیرهسازی آب، نیاز به استخر نگهداری و مهار آب باران را از بین میبرد، همچنین با توجه به ویژگی زهکشی این بتن میتوان به کاهش اثر آب و زهکشی در طراحی اشاره کرد. از کاربردهای دیگر این بتن با توجه به ویژگی زهکشی آن میتوان به استفاده در شانه راهها، پیادهروها و گذرگاه ها، زمین تنیس، گلخانههای طبقاتی، پایدارسازی شیب، باغوحش و اسطبل حیوانات، عرشههای استخر شنا اشاره کرد و از ویژگی تخلخل بالا میتوان بهعنوان عایق صدا و حرارت در دیوار ساختمانها استفاده کرد.
ازجمله مهمترین مزایای بتن متخلخل کنترل آلودگی رواناب قبل از ورود به مجاری آب است که آن را تا حدودی تصفیه میکند. همچنین استفاده از آن نیاز به آبروهای کنار خیابان و نگهدارندههای کنار پیادهرو را کمتر کرده و موجب تقویت ذخایر آب زیرزمینی میشود و به علت عدم جمع شدن آب روی سطوح تابش خیرهکننده در جادهها و پدیده سراب را از بین میبرد. استفاده از آن در مناطق با ترافیک سنگین وسیله نقلیه به دلیل کم بودن مقاومت فشاری نسبت به بتن معمولی، محدود است. روشهای ساختوساز بتن متخلخل تخصصی بوده و در اجرای آن به اکیپ متخصص نیاز است. این بتن بسیار به مقدار آب حساس بوده و نیاز به کنترل دقیق در زمان اختلاط و عملآوری دارد.
مصالح تشکیلدهنده
بتن متخلخلمعمولاً بدون ریزدانه بوده و به بتن با درصد تخلخل افزایشیافته نام دارد. - EPC - از سیمان، مصالح سنگی و آب تشکیلشده است. مطابق ASTM C150/C150m، C595/C595M و C1157/C1157M میتوان از دوده سیلیسی، خاکستر بادی و روباره آهنگدازی علاوه بر سیمان پرتلند معمولی استفاده کرد بهگونهای که الزامات ASTM C618،C989 و C1240 را برآورده نماید. دوده سیلیسی از دانههای خیلی ریز و ذرات کروی تشکیلشده و مقاومت و دوام بتن را افزایش می دهد. خاکستر بادی، محصول فرعی انبار زغالسنگ سوزان در نیروگاه تولید برق است و از آن میتوان 65-5 سیمان استفاده کرد.
از روباره کوره آهنگدازی که محصول فرعی زباله در صنعت فولاد است میتوان 70-20 استفاده کرد. مصالح سنگی مورداستفاده بهصورت درشتدانه تک اندازه با ابعاد 9 5 تا 19 میلیمتر است و میتواند شکسته یا گرد گوشه باشد. دانههای سنگی مورداستفاده باید الزامات ASTM D448 و ASTM C33/C33m را داشته باشد. مقدار ریزدانه باید بسیار کم باشد زیرا ریزدانه درحالیکه مقاومت فشاری و چگالی را افزایش میدهد ولی نفوذپذیری و سرعت جریان آب را کم میکند. کیفیت مصالح سنگی مورداستفاده باید خوب باشد، از ذرات پوسته شده و باریک نباید استفاده کرد، همچنین ذرات باید سخت، تمیز و عاری از هرگونه گردوغبار و خاک رس باشد.
رطوبت دانهها در زمان مخلوط کردن بسیار مهم است و باید بهصورت اشباع با سطح خشک باشد، دانههای خشک آب بتن را جذب نموده و مانع از به دست آمدن روانی کافی میشوند همچنین رطوبت اضافی موجب از بین رفتن تخلخل بتن میشود. کیفیت آب بتن باید مطابق ASTM C94/C94M و AASHTO M-157 باشد، نسبت آب به سیمان مخلوط کم است معمولاً بین 0 4-0 26 است. آب زیاد موجب از بین رفتن منافذ و عملکرد زهکشی بتن میشود. مقدار آب نسبت به سایر بتنها کم است تا پس از بتنریزی آب بهسرعت تبخیر شده و مخلوط پس از یک ساعت از آب تخلیه شود .در مخلوط این بتن میتوان از افزودنی های بسیاری
