رایج‌ترین کاربرد بتن اتوکلاو در ساخت‌وساز، همان بلوک‌های چهارگوش سفید مایل به خاکستری است که در حال حاضر از آنها به‌وفور در پروژه‌های بزرگ و به منظور ساخت دیوارها استفاده می‌شود. اگر خصوصیات ویژه این بلوک‌ها شما را جذب کرده و اطلاعات چندانی در مورد آنها ندارید، این مقاله را تا انتها بخوانید.
بتن اتوکلاو نوعی بتن سبک است که آن را با نام بتن سبک گازی یا بتن هوادار اتوکلاو شده AAC نیز می‌شناسند. مواد تشکیل‌دهنده این بتن متخلخل نیز همانند سایر انواع بتن شامل سیمان، آهک و سیلیس می‌شود. آنچه این بتن را متمایز می‌کند، نحوه تولید آن است. در فرایند تولید بتن اتوکلاو شده، ابتدا مخلوط سیمان، آهک و سیلیس هوادهی و عمل‌آوری بتن نیز توسط دستگاه اتوکلاو انجام می‌شود.
در فرایند اتوکلاو سیمان و آهک با سیلیس واکنش نشان می‌دهند و سیلیکات کلسیم هیدراته تولید می‌کنند که بسیار چسبنده است. همچنین این بتن عایق حرارتی است و با توجه به وزن پایین، مقاومت بالایی دارد. از بتن هوادار اتوکلاو شده بیشتر به‌صورت بلوک‌های پیش‌ساخته استفاده می‌شود که به آنها بلوک AAC نیز می‌گویند.
بتن اتوکلاو نخستین بار در سال ۱۹۲۴ و توسط دکتر اکسل اریکسون در انستیتو ویل تکنولوژی استکهلم ساخته شد. عامل محرک این اختراع، کمبود مصالح ساختمانی سنتی مثل چوب بود. این بتن ۵۰ سال پیش توسط جوزف هبل (پیمانکار آمریکایی) به تولید انبوه رسید. البته پیش از این نیز بتن اتوکلاو شده توسط شرکت ایتونگ سوئد تولید می‌شد.
این برند از ماده‌ای با نام شیل آلوم برای تولید محصولات خود استفاده می‌کرد که در سال ۱۹۷۲ مشخص شد این ماده حاوی رادون و سرطان‌زا است. به همین دلیل مدتی بعد پودر آلومینیوم به عنوان عامل ایجادکننده تخلخل در بتن هوادار اتوکلاو شده به کار گرفته شد.
اتوکلاو دستگاهی است که بیشتر در آزمایشگاه‌ها و برای استریل کردن وسایل به کار می‌رود. به جز کاربرد در علم پزشکی، از این دستگاه در ابعاد بزرگ و در صنایع هم استفاده می‌شود. بیشترین کاربرد صنعتی دستگاه اتوکلاو، عمل‌آوری، سنتز و ساخت مواد مختلف است و یکی از مهم‌ترین تجهیزات مورداستفاده در ساخت بتن اتوکلاو هم محسوب می‌شود.
این نوع پانل‌ها با نام بلوک PAAC هم در بازار شناخته می‌شوند و در حقیقت نوعی بلوک بتن اتوکلاو هستند که با استفاده از مش فولادی آنها را تقویت کرده‌اند. از این پانل‌ها در ساخت دیوارهای راهرو، پارتیشن‌بندی، ساخت تجهیزات و همچنین به عنوان عایق صدا و حرارت استفاده می‌شود.
فوم بتن یا بتن اسفنجی سبک، نوعی بتن سبک و متخلخل است که از ترکیب فوم و دوغاب سیمان ساخته می‌شود و به جای استفاده از دستگاه اتوکلاو برای عمل‌آوری، از عامل کف‌ساز در ساخت آن استفاده می‌شود. وزن مخصوص و مقاومت فشاری این بتن به‌مراتب از بتن اتوکلاو بیشتر است.
اگر قصد استفاده از بتن هوادار اتوکلاو شده (AAC) در سازه خود را دارید، باید با ابعاد، چگالی و مقاومت این نوع بتن آشنا شوید؛ چرا که این خصوصیات در طراحی سازه‌های AAC اهمیت زیادی دارند. مشخصاتی که در ادامه می‌خوانید، از استاندارد ملی ۱۴۷۰۷ با نام قطعات بتنی سبک هبلکس – ویژگی‌ها استخراج شده‌اند:
بلوک‌های بتن اتوکلاو در ابعاد مختلفی ساخته می‌شوند، اما بر اساس استاندارد فوق حداکثر ابعاد آنها ۱۵۰۰ (طول) در ۵۰۰ (عرض) در ۱۰۰۰ (ارتفاع) میلی‌متر است. همچنین در شرایط زیر کمی تلورانس ابعادی برای ساخت آن در نظر گرفته شده است:
| بعد | خطای مجاز (میلی‌متر) | |
| اتصال بلوک با ملات سبک | اتصال بلوک با ملات نازک | |
| طول | ۵- تا ۳+ | ۳- تا ۳+ |
| ارتفاع | ۵- تا ۳+ | ۱.۵- تا ۱.۵+ |
| عرض | ۳- تا ۳+ | ۲- تا ۲+ |
وزن مخصوص بتن اتوکلاو یکی از ویژگی‌های محبوب آن است که باعث شده کاربردهای گسترده‌ای داشته باشد. وزن مخصوص این نوع بتن به‌مراتب از بتن معمولی کمتر و بین ۳۵۰ تا ۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب است.
از نظر مقاومت فشاری بتن AAC به ۳ کلاس مقاومت پایین، متوسط و بالا تقسیم می‌شود. جدول زیر، وزن مخصوص خشک و بازه مقاومت فشاری این بتن را بر اساس کلاس آن نشان می‌دهد:
| کلاس بتن AAC | وزن مخصوص خشک (کیلوگرم بر مترمکعب) | بازه مقاومت فشاری (مگاپاسکال) |
| مقاومت پایین (AAC 2) | ۴۰۰ | ۲ تا ۲.۵ |
| ۵۰۰ | ||
| مقاومت متوسط (AAC 4) | ۵۰۰ | ۴ تا ۵ |
| ۶۰۰ | ||
| ۷۰۰ | ||
| ۸۰۰ | ||
| مقاومت بالا (AAC 6) | ۶۰۰ | ۶ تا ۷.۵ |
| ۷۰۰ | ||
| ۸۰۰ |
مدول الاستیسیته این بتن با مقاومت فشاری آن ارتباط مستقیم دارد و با استفاده از جدول زیر محاسبه می‌شود:
| رابطه مدول الاستیسیته بتن AAC | پارامترها |
| α۱.۵*S ۶۰۰۰ | α وزن مخصوص خشک S مقاومت فشاری نمونه مکعبی |
| ۱۵۵۰*S۰.۷ | S مقاومت فشاری نمونه مکعبی |
| ۳۰۰۰* Sp | Sp مقاومت فشاری نمونه منشوری |
| Kγdry *( fc)۰.۵ | Kγdry وزن مخصوص خشک fc مقاومت فشاری K ثابتی بین ۱.۵ تا ۲ |
| c۱( ρ- c۲) | c۱ و c۲ ثابت‌های عددی ρ وزن مخصوص خشک |
مقومت کششی بتن اتوکلاو شده حدود ۱۰ تا ۳۵ درصد مقاومت خمشی آن است. البته این نسبت به چگالی بتن نیز بستگی دارد، مثلاً در چگالی پایین، نسبت این ۲ نوع مقاومت به صفر می‌رسد.
این پارامتر در محاسبه حجم بتن باقی‌مانده پس از گیرایش کامل و خشک‌شدن آب تأثیر زیادی دارد. میزان آن به میزان تخلخل و سطح ویژه حفره‌ها وابسته است، با این حال حداکثر میزان جمع‌شدگی ناشی از خشک‌شدن بتن اتوکلاو ۰.۰۲ درصد است.
درصورتی‌که بتن هوادار اتوکلاو شده با آب در ارتباط باشد، مویینگی مکانیزم غالب آن خواهد بود و به همین دلیل شروع به جذب آب می‌کند. در حالت خشک هم سیستم پخش بخار آب غالب می‌شود.
بتن اتوکلاو به دلیل وجود تعداد زیادی از کانی‌های کلسیم سیلیکات هیدراته، دوام و عمر بالایی دارد. با این حال جذب آب و رطوبت بیش از حد می‌تواند عمر آن را کاهش دهد.
هدایت حرارتی این بتن به چگالی آن ربط دارد و هرچه سوراخ‌های آن ریزتر باشد، مقاومت آن در برابر حرارت بیشتر می‌شود. همچنین افزایش رطوبت نیز بر افزایش مقاومت بتن اتوکلاو شده در برابر حرارت مؤثر است، به‌نحوی‌که افزایش ۱ درصدی رطوبت مقاومت حرارتی آن را ۴۰ درصد بالا می‌برد.
مقاومت بتن هوادار اتوکلاو شده (AAC) در برابر آتش، همانند بتن معمولی زیاد است.
به دلیل مقاومت فشاری پایین، این نوع بتن معمولاً کاربردهای غیرسازه‌ای دارد. لیست زیر رایج‌ترین کاربردهای بتن اتوکلاو را نشان می‌دهد:
به دلیل شباهت بالای پنل‌ها و بلوک‌های بتن اتوکلاو با مصالح بنایی قدیمی مثل آجر، اجرای آن نیز همانند همان مصالح قدیمی است. بلوک‌های کوچک ساخته شده از این بتن با استفاده از دست و بلوک‌های بزرگ‌تر با استفاده از جرثقیل جابه‌جا می‌شوند. در ادامه با روش نصب بلوک و پانل بتن اتوکلاو و نحوه نصب اتصالات و پرداخت این نوع بتن نیز آشنا می‌شوید:
برای اجرای بلوک‌های بتن AAC، ابتدا یک ردیف از این بلوک‌ها را روی زمین می‌چینند و سپس آنها را تراز می‌کنند و سپس بلوک‌های ردیف‌های بالایی را با یک لایه ملات نازک و حداکثر فاصله ۱۵ سانتی‌متری روی آنها قرار می‌دهند. پس از اتمام دیوار هبلکس، آنها را با چکش و تراز صاف می‌کنند.
در انتها هم محل درب و پنجره‌ها را با اره می‌برند و اگر دیوار باربر باشد، محل جانمایی میلگردها را مشخص می‌کنند.
ابتدا پنل‌های بتن اتوکلاو شده را از گوشه‌ها شروع به نصب می‌کنند و آنها را درون یک لایه نازک ملات قرار می‌دهند. پیش از نصب هر پانل، آرماتورهای طولی را به میلگرد انتظار کف متصل می‌کنند. پس از آن یک تیر کلاف پیوسته را با چوب و بتن AAC در بالای دیوار می‌سازند و محل بازشوی پنجره‌ها و درب‌ها را با اره می‌برند.
اتصال قاب سقف از طریق وصل کردن آن به صفحه بالایی یا تیر کلاف دیوار انجام می‌شود. در صورت استفاده از مقاطع فولادی، آنها را به صفحه‌های فولادی جوش‌خورده یا پیچ‌شده به تیر کلاف متصل می‌کنند.
پرداخت بلوک‌های بتن هوادار اتوکلاو شده معمولاً توسط گچ پلیمری و با هدف جلوگیری از نفوذ آب انجام می‌شود. همچنین ممکن است برای پرداخت آنها از اتصال مکانیکی پوشش‌های چندلایه یا اتصال مستقیم آجر لعابی سبک نیز استفاده شود.
بتن اتوکلاو شده توسط اتوکلاوهای صنعتی و در مراحل زیر ساخته می‌شود:
در این مرحله مواد خام بتن؛ یعنی سیمان، سیلیس، آهک و… از سیلوها به میکسر منتقل می‌شوند و پیش از میکس کردن، آنها را از نظر کیفی آزمایش می‌کنند.
در این مرحله مقدار مشخصی از آب و ماسه سیلیسی به درون آسیاب گلوله‌ای ریخته می‌شود. پس از آن گل ماسه‌ای با چگالی و دانه‌بندی مخصوص ساخته می‌شود. پس از آن نیز گل ماسه‌ای را به‌صورت موقت در یک مخزن بزرگ ذخیره می‌کنند.
در این مرحله مواد اولیه با یک ترتیب مشخص وارد مخزن اختلاط می‌شوند تا ترکیب آنها همگن شود.
درصورتی‌که محصول نهایی بتن اتوکلاو مسلح باشد، ابتدا مش میلگرد را درون قالب بتن قرار می‌دهند.
پس از روغن‌کاری قالب، مخلوط بتن را درون آن می‌ریزند و قالب را به نحوی می‌بندند که هوا وارد و آب خارج نشود. پس از آن قالب را به مدت ۲.۵ تا ۴ ساعت در محفظه‌ای با دمای مشخص قرار می‌دهند. در این مرحله بتن منبسط شده و ترکیب آن سخت و آماده عمل‌آوری می‌شود.
بعد از رسیدن مخلوط بتن اتوکلاو به حجم و سختی موردنظر، قالب‌ها را باز می‌کنند. پس از آن قالب‌ها تمیز و مجدداً روغن‌کاری می‌شوند تا برای بتن‌ریزی بعدی آماده باشند.
در این مرحله بتن اتوکلاو شده آماده را با توجه به ابعاد موردنظر برش می‌زنند و بلوک‌ها یا پانل‌های موردنظر را می‌سازند.
در این مرحله پانل‌ها یا بلوک‌ها را روی هم قرار می‌دهند و به محفظه اتوکلاو می‌برند تا عمل‌آوری آنها انجام شود. در این فرایند، بتن تحت‌فشار و دمای بالا قرار می‌گیرد.
پس از خروج از دستگاه اتوکلاو، بلوک‌ها یا پانل‌ها را بسته‌بندی و به انبار کارخانه منتقل می‌کنند.
علاوه بر وزن سبک و مقاومت بالا، بتن اتوکلاو مزایای زیر را نیز دارد:
با وجود مزایای فراوان، بتن اتوکلاو معایب زیر را هم دارد که باید هنگام اجرا به آنها توجه داشته باشید:
توجه داشته باشید که بتن اتوکلاو علاوه بر مزایای متعدد، معایب برجسته‌ای هم دارد و پیش از استفاده از بلوک‌های آن، باید این معایب را هم در نظر بگیرید. اگر مطمئن نیستید که مقاومت و خصوصیات این بلوک‌ها با شرایط فنی پروژه شما هماهنگ است یا خیر، حتماً با کارشناس سازه مشورت کنید.