بتن

چكيده
صنعت بتن به علل بسيار صنعت پايداري نيست. مصرف حجم بسياري از مواد خام كرة زمين، توليد گازهاي گلخانه اي به علت استفاده از سيمان پرتلند بعنوان چسبانندة اصلي بتن و نتيجتاً افزايش دماي كرة زمين و نيز دوام كم سازه هاي بتني از جمله دلايلي هستند كه بر توليد حاصل از منابع طبيعي اثر منفي دارند.
در اين مقاله، مقصد تشريح موفقيتهاي حاصل از پروژه هاي مهم بتن در ايران، خسارتهاي ناشي از كاربرد بتن كم دوام و دلايل آن، اثرات منفي آن در توسعه، نظراتي چند در جهت افزايش دوام بتن، همچنين جانشينان احتمالي آن در اين صنعت بوده، نيز نقش پژوهش و آموزش در اين صنعت در راستاي نيل به توسعه پايدار، مورد اشاره و بررسي قرار خواهد گرفت.
واژه هاي كليدي:
بتن، توسعه پايدار، دوام بتن، محيط زيست، بتن خرده لاستيكي، بتن كفي و سبك، مصالح سنگي بتن، صفحات (3D)، پانلهاي پيش ساخته.

مقدمه:
مصالح بتني بارزترين سازه ساختماني رايج در ساخت و سازهاي ساختماني فعلي در ايران است و مهندسين ايراني موفقيتهاي بسياري در استفاده از بتن در پروژه هاي بزرگ (ساختمان بيمارستان قلب تهران، ايستگاه N2 متروي تهران، تقاطع غير همسطح قائم مشهد و … ) بدست آورده اند. ليكن مشكلاتي نيز در رابطه با دوام بسياري از سازه هاي بتني وجود داشته است. دوام ضعيف و غير قابل كنترل و نياز به تعمير و نگهداري سازه هاي بتني، انرژي و منابع اقتصادي فراواني طلبيده و طبيعت و محيط زيست را زايل مي نمايد. همچنين مواد زايد باقيمانده، بار سنگيني براي ادامه زندگي و محل زيست مي باشد. يارانه هاي آشكار و نهان دولتي در بخش انرژي نيز مسئولان را از توجه بيشتر در جايگزيني هر نوع انرژي از جمله بتن باز داشته است.
در جهان امروز بتن به سوي جايگزيني محصولي مناسب، در دسترس و تا حد امكان مصنوعي جهت مصالح سنگي مورد استفاده در بتن سوق داده مي شود. بتن خرده لاستيكي با مزيت ارزاني عايق بودن در برابر صدا و حرارت، همچنين مواد بازيافتي اوليه و كاهش افت و ترك بتن بسيار مورد توجه است. صفحات ساندويچي (3D) نيز از ديگر گزينه هاي جانشين است كه در انسجام و تامين يكپارچگي بنا مناسب به نظر مي رسد. بتن كفي نيز با مختصات كاهش وزن و مقاومت در برابر زلزله و عايق بودن ملحوظ نظر قرار دارد.

بيان مشكل:
«بحران در چرخة حيات و افزايش جمعيت كرة زمين از اثرات پيشرفت تكنولوژي است. آلودگي بسيار در محيط زيست بر اثر روند فزاينده مصرف مواد خام موجود در طبيعت و تبديل آن به مواد مصرفي از جمله مشكلاتي است كه اغلب صنايع از جمله صعنت ساختمان داراست و اين صنعت به عنوان مصرف كننده 40% از مواد طبيعي زمين مقام اول راد ارد و بتن در نقش برترين مصالح ساختماني شاگرد اول اين كلاس است.
اين مشكل مسئله نوظهوري نيست، لاكن در كشورهاي در حال توسعه نظير ايران بجهت رشد بي رويه جمعيت و سرعت در روند صنعتي شدن، وخامت اوضاع را افزوده و چنانچه تدابير اساسي انديشيده نشود، چرخه زندگي دچار مخاطره مي شود.» (سخراني دكتر هرمز فاميلي – ارديبهشت ماه 1384 ص 9)
تعريف توسعه پايدار:
«كميسون جهاني محيط زيست و توسعه WCED در سال 1978 توسعه پايدار را چنين تعريف نمود:
(توسعه اي كه پاسخگوي نيازهاي حاضر باشد بدون اينكه بر توانايي نسل هاي آينده براي تامين نيازهاي خود تاثير منفي داشته باشد.)
سمنيار «كره زمين» در سال 1992 در ريودوژانيرو مفهوم توسعه را بصورت زير بيان نمود:
(فعاليتهاي اقتصادي كه با چرخة حيات جهاني هم آهنگ باشد.)
تعريف Mehta در سمينار Concrete Technology for Sustainable Development (فناوري بتن در توسعه پايدار) نيز چنين است:
(تا حد امكان از نعمت هاي خوب و مواد اوليه كرة زمين بهره برداري شود و كمترين مقدار مواد زيان آور به آن بازگردانده شود.)
وي همچنين توسعه پايدار را برقراري تعادل ميان دو نياز هم ارز اجتماعي يعني تامين ساختمانهاي مورد نياز و حفظ منابع طبيعي و محيط زيست مي دانند

توسعه پايدار و فن آوري بتن:
در ايران در دو دهه اخير رشد فزاينده اي در ايجاد ساختمانهاي زيربنايي بوجود آمده است. بتن اصلي ترين مصالح بكار رفته در اين ساختار بوده است. افزايش ميزان توليد و مصرف ساليانه سيمان پرتلند (32 ميليون تن) حاكي از گسترش صعنت بتن و نقش برجسته آن در توسعه پايدار كشور مي باشد. بر اساس نظريه P.K. Mehta ايجاد توسعه پايدار در زمينه تكنولوژي بتن سه اصل اساسي را در بر مي گيرد:
1 – حفظ مواد خام توليد كنندة بتن.
2 – ارتقاء دوام سازه هاي بتني.
3 – ديد منابع جامع در پژوهش و آموزش در زمينه فناوري بتن.» (دكتر فاميلي- دانشگاه علم وصعنت تهران- بهار 84 ص 11)
حفظ منابع طبيعي براي توليد بتن:
«مواد اصلي تشكيل دهندة بتن، سنگدانه ها، سيمان و آب است. با استفاده از فناوري سازگار با محيط زيست ميتوان مقادير قابل توجهي در مصرف اين مواد طبيعي صرفه جويي نمود. در تايوان، از مواد حاصل از خرد نمودن بتن ساختمانهاي تخريبي براي ساخت بتن هاي خود تراكم با مقاومت فشاري 210 تا 350 kg/cm2 استفاده شد. گزارش شده است كه سنگدانه هاي حاصل از خرد نمودن بتن داراي ويژگيهاي مشخص شده در آئين نامه (33ASTM c) مي باشد، و تفاوت بتن حاصله از اين سنگدانه ها با سنگدانه طبيعي بسيار كم است. آب بازيافت شده از كارگاههاي بتن آماده نيز به نحو مطلوب و رضايت بخش جايگزين آب تازه براي مخلوط بتن بكار رفته است. در ايران نيز بعد از جنگ تحميلي از بازيافت مصالح ساختمانهاي ويران شده براي ساخت بتن استفاده شده است، ولي رويهمرفته چندان موفقيت آميز نبود. ظاهراً فراواني و در دسترس بودن سنگدانه طبيعي در ايران اين روش را چندان مطلوب نمي نمايد، گر چه در بازيافت ديگر زباله هاي صعنتي همچون شيشه، كاغذ؛ فولاد و پلاستيك به موفقيتهايي دست يافته ايم.
در بسياري از صنايع، مواد زايدي ايجاد مي شوند كه غير قابل برگشت به توليد اصلي و صعنت مادر است، اما برخي مواد مانند پوزولانها كه در كشور بصورت انبوه وجود دارند را مي توان با هزنيه اندك بعنوان بخشي از سيمان جايگزين كرد كه اگر اين مواد بعنوان مواد خام در صنعت بتن استفاده شود، بدون شك در جهت قانون طلايي توسعه پايدار گام مهمي برداشته مي شود. در حال حاضر اين مواد بصورت بازيافت در توليد سيمانهاي آميخته در صنايع بتن و سيمان كشور متداول است. در بسياري از كشورها تا 60% اين پوزولانها در چرخة صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد، لاكن مقدار درصد مصرفي آن در صنايع كشور ما متاسفانه پائين است، (10% درصد) كه نمي توان آنرا در جهت توسعه پايدار تلقي نمود. P.K Mehta در يك پژوهش موفقيت آميز بتني را براي عمر 1000 ساله در فنداسيون يك معبد در هاوايي طراحي نمود. در پژوهش طرح سد جگين در استان هرمزگان از سيمان آميخته با پوزولان طبيعي خاش بتن غلطكلي توليد و استفاده مي شود كه كمك قابل توجهي به حفظ محيط زيست و منابع طبيعي كشور مي باشد. سيمان هاي جديدي مانند ژئوپليمرها و فسفات منيزيم نيز توسعه يافته اند كه از لحاظ مصرف انرژي بازده بهتري داشته و با محيط زيست سازگارند و كاربرد وسيع آنها مي تواند با اهداف توسعه پايدار همسو باشد. بر اساس تحقيقات، اين سيمانها نسبت به سيمان پرتلند خواص بهتري داشته و مقاومت اوليه بيشتري دارند. ثبات حجمي آنان عالي و دوام آن بالاتر، همچنين مقاومت بيشتر در برابر آتش دارند. روش توليد آنها نيز آسان است.
بجاست بخشي از سرمايه گذاري در صنعت سيمان به توسعه اين مهم كه از اميتاز قابل توجهي بويژه از نقطه نظر حفظ محيط زيست برخوردار است، اختصاص يابد.» (دكتر فاميلي، پائيز 1384 ص 10)
بهبود دوام بتن در سازه هاي بتني:
«از بدو ابداع سيمان پرتلند درسال 1756 توسط Smeaton تا اواخر قرن بيستم عمده تحقيقات در بخش بتن معطوف به افزايش مقاومت و كاهش مصرف انرژي لازمه بوده، و دوام بتن كمتر مورد توجه قرار داشته است. فرض اوليه بر اين بوده استكه مخلوط سنگدانه و سيمان و آب بعنوان بتن، هر گونه شرايط محيطي و جغرافيايي را بدون نياز به تعمير و نگهداري تحمل مي نمايد، اما هزينه سنگين تعمير و بازسازي سازه هاي بتني خلاف اين امر را مسجل نمود، مثلاً در سال 1990 در بررسي پلهاي برزگراه هاي امريكا خسارت وارده بيش از 20 ميليارد دلار بوده است. اين معنا مسئله تدوام بتن را به طور جدي مورد توجه قرار داد.
خوردگي ميلگردهاي فولادي، چرخه هاي يخ زدن و آب شدن، واكنشهاي قليايي سنگدانه ها و حمله سولفاتها از عمده دلايل از هم پاشيدن سازه هاي بتني مسلح مي باشند.
Mehta در بررسي تجارب كارگاهي نشان داد كه در كليه موارد فوق نفوذپذيري و اشباع شدن با آب از پيش نيازهاي عمده براي مكانيزم مسئول در انبساط و ترك خوردن بتن مي باشد، بنابراين آب بند نمودن بتن، خط مقاوم دفاع در برابر محيط هاي مهاجم خواهد بود.
Burrows نيز دو عامل عمده ترك خوردگي بتن يعني انقباض حرارتي و جمع شدگي ناشي از خشك شدن را كه سبب ايجاد خسارات مي گردند عنوان نمود كه كمتر مورد توجه قرار مي گيرند.
امروزه سرعت ساخت و ساز موجب شده كه مخلوط هاي بتني اغلب حاوي مقادير زيادي سيمان پرتلند معمولي يا سيمان با مقاومت اوليه زياد باشند. مقاومت در برابر ترك خوردن اين بتن ها بدليل افزايش ناشي از جمع شدگي و خشك شدن، جمع شدگي حرارتي و مدول الاستيسيته از يك طرف و كاهش ضريب خزش آنها از طرف ديگر كم مي شود. معمولاً ترك خوردگي سازه اي بوسيله مصرف مقادير كافي ميلگرد فولادي كنترل مي شود اما تجربه نشان داده است كه جايگزين نمودن تعداد كمي ترك با عرض زياد با تعداد زيادي ريز ترك هاي نامريي و غير قابل سنجش راه حل مناسبي براي دوام بتن نمي باشد. تجربه ديگر نشان داده است وقتي كه ترك خوردگي و دوام از ملاحظات اساسي سازه در نظر گرفته شوند، ضمن رعايت الزامات گيرش و مقاومت در هر كار بتني مورد نظر، اقتصادي ترين راه حل جايگزيني بخشي از سيمان پرتلند در مخلوط بتن، با سرباره كوره آهن گدازي، خاكستر بادي يا ساير مواد پوزولاني، مانند پوزولانهاي طبيعي مي باشند. بتن هاي حاوي اين مواد، فصل مشترك قوي تري در منطقة تماس بين خمير سيمان و سنگدانه هاي درشت دارند. نيز استعداد كمتري براي ايجاد ريزتركها داشته و بدليل آنكه در مرحلة بهره برداري مدت طولاني آب بند باقي مي مانند دوام آنها بهبود مي يابد.» (دكتر فاميلي، ارديبهشت 1384 ص 12)
دلايل كمي دوام بتن در ايران:
«مطالعات در برآورد و تخمين خسارات ناشي از كم دوامي بتن در ايران نامحسوس، لاكن كم دوامي بتن در بخشهاي مختلف محسوس است. در بخش مسكن كه سيمان و بتن مصالح اصلي آن را تشكيل مي دهند عمر ساختمانها كمتر از 40 سال برآورد شده است. در حاشيه جنوبي كشور و سازه هاي فراساحلي در خليج فارس و درياي عمان بعضاً خسارت شديد ايجاد شده در سازه هاي بتني به حدي است كه قبل از شروع بهره برداري نياز به تعمير و گاهي نياز به تخريب و بازسازي وجود دارد كه همگي نشانگر عدم هماهنگي در جهت توسعه پايدار است. عمده دلايل كم دوامي بتن و خرابيهاي ايجاد شده، ناشي از عوامل زير است:
1 – عدم سازگاري مصالح انتخاب شده براي بتن با شرايط محيطي نقاط مختلف كشور: مثلاً سيمان پرتلند نوع 5 كه براي مناطق جنوبي كشور مورد استفاده قرار مي گرفت بدليل حمله توام سولفات و كلريدها در بتن مناسب نمي باشد.
2 – عوامل اجرايي ضعيف و كم تجربه: در سطوح مختلف توليد و كاربرد بتن در كارگاهها، نياز به آموزش و بازآموزي كاملاً محسوس است.
3 – مشخصات فني ناقص: در استانداردها و آئين نامه هاي موجود در ايران، پذيرش بتن بر اساس مقاومت 28 روزه قرار داشته و به دوام بتن توجه نشده است.
4 – كنترل كيفيت ضعيف: در حال حاضر به نقش برجسته تضمين و كنترل كيفيت در صنعت توجه كافي نمي شود.» (دكتر فاميلي، شماره 26 ص 12)
بتن و زلزله:
«حجم بسياري از بتن مصرف شده در ساخت و ساز كشور ايران هر ساله بخاطر زلزله هاي شديد دچار خسارتهايي زياد مي شود و بتن مصرفي در اين ساختمانها از بين مي رود و اين مطلب مغاير با قانون طلايي توسعه پايدار است.
تدوين آئين نامة جامعي كه بتواند ساختمانها را در مقابل نيروهاي زلزله مقاوم نمايد از اقداماتي است كه براي جلوگيري از اين خسارتها الزامي است. در اين ميان آئين نامة 2800 از طرف مركز تحقيقات ساختمان و مسكن گامي مهم در اين زمينه به شمار مي رود. در بررسيهاي زلزله بم ساختمانهايي كه بر اساس ضوابط اين آئين نامه ساخته شده بودند، با خسارت كمتر و يا اينكه بدون خسارت گزارش شده اند. حداقل اينكه در اين ساختمانها هيچگونه خسارت جاني ديده نشد.
نمونه جالب اينكه در يكي از روستاهاي بم، فردي كه ساختمان مسكوني خود را بدون داشتن تحصيلات دانشگاهي يا مشاوره با مهندسين، تنها به تكيه بر استعداد خداداي و تجربه عيني خود از ديگر ساختمانهاي مهندس ساز طراحي و ساخته بود، با رعايت شناژهاي افقي و قائم و فاصله بين ستونها، كيفيت بتن، فاصله مجاز خاموتها و استفاده از بتن سبك توانست اين ساختمان را از هرگونه آسيب ناشي از زلزله بم مصون بدارد در حاليكه ساختمانهاي اطراف آن به ويرانه اي تبديل شده بودند.» (دكتر فاميلي شماره 26 ص 12)
ديد جامع در پژوهش و آموزش تكنولوژي بتن:
«تحقيقات متداول امروزي در كشور عمدتاً بصو رت برخورد جزئي با مسائل بتن بوده است. تصور مي شود كه مي توان كليه جوانب يك سيستم پيچيده را با تجزيه نمودن آن به اجزاء كوچك و هر بار در نظر گرفتن يكي از اجزاء، كاملاً درك و كنترل نمود. نتيجه آنكه، مشخصات و آزمايشهاي دوام بتن (روشهاي آزمايش) مشخص نمي كنند كه دوام بتن به تنهايي يك خاصيت وابسته به مواد تشكيل دهندة بتن و مخلوط آن نباشند. يعني اينكه لازم است عوامل ديگري همچون شرايط محيطي، طراحي سازه و غيره نيز در نظر گرفته شوند. در برخورد جامع تر ضابطة عملكرد توسط عوامل ديگري مانند رويارويي با محيط، طراحي سازه و تكنولوژي فرآيند توليد بتن را نيز بايد در نظر داشت. براي مثال برخورد جزئي، مسئله واكنش قليايي سيليسي سنگدانه ها در آمريكا موجب رد سيمانهاي با قليايي زياد و بسياري از منابع سنگدانه هايي كه در آزمايشگاه واكنش زا تشخيص داده شدند گرديد، در حاليكه در دانمارك و ايسلند كه سيمان با قليايي كم توليد مي كنند و سنگدانه هاي واكنش زا در آنجا بوفور يافت مي شوند با يك برخورد جامع با اين مسئله توانسته اند كه با مصرف اين مواد همراه با يك ماده پوزولاني در شرايط محيطي خاص به نحو موفقيت آميزي از بتن بهره ببرند. بدين ترتيب در برخورد جامع از هدر رفتن مواد جلوگيري شده و از محصولات جانبي صنايع ديگر مانند خاكستر بادي، دودة سيليسي و سرباره كوره آهن گدازي به منظور بهبود بخشيدن دوام بتن استفاده شده است كه اين شيوه برخورد همسو با نيازهاي توسعه پايدار است.
(الف: مقدار قليايي كافي در بتن، ب: مقادير بحراني سنگدانه واكنش زا، ج: رطوبت كافي) سه عامل مهمي هستند كه بايد جهت رخداد واكنش قليايي سيليسي بصورت همزمان در بتن وجود داشته باشند تا ايجاد خسارت كنند. همچنين مشخص شد كه در شرايط مرطوب فشار ناشي از انبساط، ژل واكنش قليايي سيليسي نمي تواند در يك قطعه بتن آرمه كه به نحو صحيح طراحي شده باشد تنش هاي سازه اي مخرب ايجاد كند.
نتيجه آنكه، اگر يك سازه بتني در جريان عمر بهره برداري خود خشك باقي بماند و بنحو مناسبي طراحي و مسلح شده باشد، نيازي به مردود شناختن مواد خام با قليايي زياد براي توليد سيمان يا رد سنگدانه هاي واكنش زا براي مصرف در بتن نمي باشد. اين نمونه اي مناسب از برخورد خوب و جامع با موضوع دوام بتن است كه در آن علاوه بر مصالح ساخت بتن، نسبت اختلاط و روشهاي اجرايي، شرايط محيطي و طراحي سازه نيز مد نظر قرار گرفته است.
حال سوال اين است كه چگونه مي توان از روش هاي جزئي نگر به نگاه جامع در صنعت بتن تغيير روش داد؟ براي اين گرايش لازم است ابتدا تحقيقات فناوري بتن به صورت جامع در آيد. در مخلوط بتن معمولاً امكان ندارد كه بتوان يك جزء را بدون تغيير دادن ساير خواص مخلوط تغيير داد و اين چيزي است كه بعضاً فراموش مي شود. بررسي كردن و تحقيقات بصورت محدود، در بهترين حالت مشكل و در بدترين حالت خطرناك است. تحقيقات فناوري بتن را نمي توان بصورت جامع تدوين نمود مگر آنكه، دگرگوني عمده اي در برنامه هاي آموزشي دانشكده هاي مهندسي عمران بوجود آيد. بحث تحول در دانشكده ها در برخورد جامع تكنولوژي بتن از عمده اقدامات ضروري است. مهندسين و تكنولوژيست ها دانشكده هاي مهندسي حال حاضر كشور به منظور چيرگي بر مسائل دوام بتن و مصرف انبوه مواد زايد صنايع براي حفظ منابع طبيعي و محيط زيست آموزش لازم را نمي بينند و به اندازه كافي با مباحث سيمان و بتن آشنا نمي شوند.
Mehta مدل ساده شده اي را در ايجاد تكنولوژي در جهت توسعه پايدار ارائه نموده است كه در زمينه تكنولوژي بتن نيز مورد توجه است و در آن رشد مساحت مربوط به توسعه پايدار در صورتي ممكن خواهد شد كه انطباق قابل ملاحظه اي بين سه دايره اي كه فقط در بخش كوچكي بر هم منطبقند،رخ دهد، كه اگر تكنولوژي با ارزش انساني و محيطي آميخته نشوند، نسل بشر به نتايج فاجعه باري دچار خواهد شد.» (دكتر هرمز فاميلي شماره 26 ص 13)
بتن خرده لاستيكي Crwmb Rubber Concrete
«چندي است تحقيق پيرامون ساخت بتن با خرده لاستيك در آمريكا و اروپا آغاز شده است و بزودي استفاده از آن بصورت پانل هاي پيش ساخته و حفاظ در كناره هاي بزرگراهها و كنار پياده روها و پوشش بامها اجرايي شده است. وزن كمتر، عايق بودن در برابر صدا و الكتريسيته، كاهش جمع شدگي و ترك بتن (shrinkage) و نيز عايق بودن در برابر حرارت از مزيات آن است كه مي تواند توجيهي بر مقاومت و باربري كمتر همچنين هزينه توليد بالاتر آن باشد. با توجه به فزوني تايرهاي مستعمل و نيز وسعت موارد استفاده از اين نوع بتن آماده در آينده، انتظار مي رود كاربري اين نوع بتن بزودي در صنعت ساختمان آغاز شود.
با انجام مطالعات در حال حاضر قابليت استفاده از بتن لاستيكي به صورت پيش ساخته ايجاد گرديده است. بدليل قيمت كمتر مواد اوليه امكان كاربرد گسترده آن فراهم شده، در حاليكه در ابتدا استفاده از آن غير معقول مي نمود.» (مهندس كربلائي كريمي، پائيز 1384 ص 40)
«با اطلاع بيشتر از تاريخچه كوتاه توليد آن، مزاياي آن نيز بيشتر نمايان خواهد شد. در اواخر سال 1990 دكتر هان زو مهندس دانشگاه آريفزونا از خرد شدن تعدادي لاستيك مستعمل كه به ناحيه فونيكس ارسال شده بود به فكر افتاد كه راهي جهت تبديل و استفاده آنها در بتن ارائه دهد. با تهيه امكانات آزمايشگاهي و شرايط آزمايش عملي كردن اين ايده آغاز شد. دو يار ديگر يعني جرج وي – و دوك كارسون نيز به او پيوستند و به تدريج تبديل به مهندسين مشاور شدند جرج وي سرپرست طراحي رو سازي بخش حمل و نقل آريزونا و دوك كارسون عضو هيئت امنا مهندسي و پژوهشي چرخ هاي لاستيكي مستعمل بود. بعدها مارك بلسر كه مديرسازه FNF بود به جمع گروه اضافه شد.
ابتدا پروژه بصورت اجراء به روش (بتن درجا) مطرح شد، اما بعداً بصورت كاربردهاي پيش ساخته قبول گرديد، چون در روش بتن درجا به خصوصيات بسياري جهت تهيه خرده لاستيك نياز است. ضمن اينكه در بتن پانلي يا پيش ساخته مقاومت در برابر تغييرات درجه حرارت مناسب تر است و نسبت به بتن معمولي ميزان انقباض و انبساط آن به نصف كاهش مي يابد. ديگر مزيت آن كاهش جمع شدگي بتن و در نتيجه كاهش ترك خوردگي ناشي از آن تا حدود محو كامل تركها ادامه دارد. اين مزايا عالي هستند، اما خصوصيات منفي مانند كاهش محسوس مقاومت نيز وجود دارد و با افزايش مقاومت به سيمان بيشتري در نسبت تركيب نياز است. كاربري فراوان و گسترده بتن خرده لاستيكي مقررات رسمي ADOT را در پي دارد و اولين كاربري آن استفاده از قطعات پيش ساخته مانند جداول كنار خيابانها است كه مي توان آنها را سبك تر، سريع تر و قابل حمل تر ساخت. پانلهاي كنار بزرگراها نيز مقاومت بسيار مناسبي در برخورد اتومبيل ها نشان داده است. ساخت لوله فاضلابها- برق- تلفن و كابل هاي زير پانلهاي پيش ساخته از روياهاي قابل دسترس انسان در آينده است. ساختمانهايي كه كف بام آنها از مصالحي با خاك رس اجرا شده در برابر يخ زدگي مقاومتي ندارند، اما چنانچه بتوان در بام ساختمانها از پانلهاي پيش ساخته استفاده كرد علاوه بر رفع مشكل فوق، به كاهش وزن و كنترل صدا نيز كمك مي شود. آزمايشها و تصاوير دوربين مادون قرمز نشان مي دهد كه بتن خرده لاستيكي داراي عملكرد بهتر از ساير پوششهاي مشابه است. خصوصاً عدم هدايت گرما در اين نوع بتن قطعه پازل گم شده اي است كه كاهش گرماي اماكن مسكوني در جزايرگرمسيري را تامين مي نمايد. شبهاتي نيز موجود است، ليكن متخصصين معتقدند بدليل مزايايي فراوان اين نوع بتن، هزينه هاي ظاهري بالا در توليد آن توجيه پذير و استفاده از آن سريعاً عمومي خواهد شد.» (مهندس كربلائي كريمي، پائيز 1384 ص 40 و 41)
بتن سبك:
«بتن سبك در اثر تداخل حبابهاي فراوان و بسيار ريز هوا يا گازهاي ديگر در درون آنها با استفاده از دانه هاي سبك تهيه و توليد مي شوند. بتن سبك يكي از مصالح ساختماني از جنس بتن است كه وزن مخصوص آن با اعمال روش هايي خاص كاهش يافته است. مزايايي همچون انعطاف پذيري در برابر اثرات زلزله، سهولت در حمل و نقل، نصب، همچنين عايق بودن در برابر صدا، سرما و گرما است.
وزن مخصوص بتن سبك از 400 تا 1300 KG/M3 متغير است. اين ويژگي مخارج ساختمان و ابنيه را به ميزان قابل توجهي كاهش مي دهد، زيرا:
الف: وزن ديوارها و سقفها كاهش مي يابد. ب: وزن اسكلت فلزي كم مي شود. ج: مخارج پي سازي در ساختمان تقليل مي يابد.
با توجه به موارد فوق هر چه ساختمان سبكتر باشد، نيروي وارده ناشي از زلزله بر آن كمتر خواهد بود. همچنين هزينه كمتري را براي ساخت در بر خواهد داشت. وزن مخصوص بتن سبك به روش ساخت، مقدار و انواع اجزاء متشكله آن بستگي دارد. وزن مخصوص كم بتن سبك، حاصل وجود ريز دانه هاي سبك اعم از هوا يا مواد متخلخل در ساختمان داخلي آنها است كه به روش هاي مختلف زير ساخته مي شوند:
الف: جانشين كردن دانه هاي سنگين در بتن معمولي، مواد متخلخل مانند سنگ پا، رس منبسط نشده، فوم پلي استايرن، پوكه صنعتي و … . اين روش براي توليد بتن سبك با وزن مخصوص بيش از 1200 kg/m3 به كار مي رود. (L, W , A , C)
ب: ايجاد حبابهاي گاز طي فرايند شيميايي در درون ملات سيمان، از متداولترين مواد گاززا مي توان پودر آلومينيوم را نام برد كه در فاز سيمان همراه، با آهك توليد گاز هيدروژن مي كند. در اين روش بتن سبك با وزن مخصوص 650 kg/m3 توليد مي شود. (Gas Forming Cocrerte)
ج: ايجاد حبابهاي هوا طي يك فرآيند فيزيكي در درون ملات سيمان (Cellular- Concrete)
بتن كفي با وزن مخصوص 300-1600 kg/m3 توليد مي شود. در اين روش ابتدا در ماشين بتن ساز، ملات سيمان (آب و سيمان يا آب، ماسه دانة ريز و سيمان با نستبهاي وزني مختلف) ساخته مي شود. سپس توسط يك مادة شيميايي كف زا، كف پايداري در ماشين مخصوص كف ساز، آب و هوا توليد و به ملات افزوده مي شود و پس از اختلاط در مدت زمان كافي، بتن كفي در قالبها ريخته مي شود تا پس از سخت شدن مورد استفاده قرار گيرد. اين روش را (Per Formed foam) مي گويند كه رايج تر است، اما در يك مخلوط كننده، تمام اجزاء از جمله محلول ماده كف زا را مي توان با يك همزن دور بالا مخلوط كرد تا بتن كفي حاصل شود. اين روش را (In Situ Foam) مي گويند كه كاربرد كمتري دارد. بتن كفي در مواردي مانند ساخت تيغه، ديوار سبك، شيب بندي بامها، اجزاء ساختماني با بار كم، پركننده و عايق كاربري دارد. بعلت سبكي وزن بتن هزينه كمتري دارد و در حمل و نقل با دست قابل حمل است و بعلت وجود خلل و فرج فراوان و كاهش وزن مخصوص، عايق مناسبي در برابر صدا، گرما و سرما است. با ازدياد وزن مخصوص مقاومت آن افزايش مي يابد. مثلاً وقتي مقاومت فشاري 17 تا 35 kg/cm3 باشد، مقاومت خمشي كمي بيش از 3/1 مقاومت فشاري است. و زمانيكه مقاومت فشاري 140 kg/cm3 باشد، اين نسبت حدود 7/1 خواهد بود. افت ناشي از خشك شدن و نفوذ سطحي در بتن كفي بتن غير قابل نفوذ بوده و ايجاد ترك نمي نمايد. مقاومت آن در برابر آتش و حرارت بجهت غلاف شدن فلز غير مقاوم در برابر حرارت در داخل بتن سبك با ضخامت مناسب بيشتر مي شود. همچنين در چرخة يخ زدن و ذوب شدن بعلت وجود مقادير فراوان جبابهاي هوا در درون سيمان مقاومت اين سازه هاي سبك بيشتر از بتن معمولي است.» (مهندس مسعود منصوري سال 1383 ص 588)
صفحات ساندويچي (3D):
«اين صفحات از يك لاية پلي استايرن به ضخامت حداقل 4 سانتي متر و دو شبكه ميلگرد جوش شده در دو طرف اين لايه تشكيل مي شود كه از دو طرف با دو لايه بتن پاشيدني (از نوع تر) با ضخامت حداقل 4 سانتي متر همراه شده است.
با توجه به وجود لايه هاي بتن در دو طرف لايه عايق، بكارگيري اين صفحات علاوه بر خاصيت عايق حرارتي و صوتي بودن ديوارها، باعث سبك سازي بنا نيز بوده و جدا از كاهش حجم مصالح مصرفي، باعث كاهش جرم ساختماني نيز خواهد شد. كه نتيجتاً با ايجاد هزينه كمتر و زايده هاي كم مقدار در جهت ايجاد توسعه پايدار مفيد خواهد بود.
از مزيات غير قابل انكار در كاربرد صفحات (3D) انسجام و يكپارچكي بنا مي باشد، ليكن ساخت و ساز بناهاي مرتفع تا كنون تجربه نداشته و در صورت ساخت و ساز بيش از دو طبقه بايد با مطالعات مهندس طراح با شرايط آئين نامه معتبر باشد. انسجام و يكپارچگي در اين صفحات با اجراي اتصالات مناسب بين صفحات تامين مي گردد. توجه كافي به ضخامت محدود دو لايه بتن طرفين، اعمال دقت كافي بر لانه بندي مصالح و تامين رواني مناسب بدون كاهش مقاومت بتني و بتن پاشي يكنواخت با كمترين فضاي خالي و پوشش كافي براي شبكه ميلگرد مصرفي از ديگر ضروريات در تامين يكپارچگي بنا و انسجام آن خواهد بود.
سازه متشكل از صفحات (3D) به سازه اي اطلاق مي شود كه كليه بارهاي ثقلي و جانبي وارد بر آن توسط صفحات تحمل مي شود. از اين صفحات مي توان به عنوان تغيه هاي غير باربر الحاقي به ساير اجزاي باربر نيز طبق ضوابط مربوط به ديوارهاي جداكننده استفاده نمود.» (مهندس محمد رضواني سال 1382 ص 3)

نتيجه گيري:
 نبايد تامل نمود كه سوانح طبيعي بما بياموزند كه چگونه توسعه پايدار را بدست آوريم پس لازم است زندگي خود را در سطح كره زمين طوري شكل دهيم كه ضمن تامين نيازهاي فعلي خود از به خظر انداختن موجوديت نسل هاي آينده جلوگيري شود.
 براي رسيدن به توسعه پايدار در تمام اشكال آن منجمله در صنعت بتن كشور لازم است اقدامات جدي در زمينه هاي مختلف ذيل صورت پذيرد:
 در توليد سيمان پرتلند، با استفاده از مواد زايد صنايع ديگر مثل ذوب آهن و همچنين استفاده از منابع سرشار پوزولان طبيعي موجود در كشور توليد سيمانهاي آميخته و كم هزينه افزايش يابد تا نيازهاي كشور به سيمان از اين طريق تامين گردد.
 با توجه به استفاده گسترده بتن در صنعت ساختمان در كشور و نياز فراوان اين سازه به شن و ماسه، نيز گسترة عظيم ساخت و ساز در كشور در حال توسعه اي مثل ايران، ايجاد و توليد جايگزينهاي مناسب در اين صنعت همچون بتن هاي آميخته اي مثل خرده لاستيكي و بتن ساندويچي (3D) و … مد نظر قرار گرفته ، تا در بازيافت مستعملات ديگر نيز كمك شاياني به حفظ منابع طبيعي و محيط زيست حاصل گردد.
 با توجه به عدم توازن ميان عرصه و تقاضاي مسكن و نياز مبرم به توليد انبوه مسكن در مدت زمان كمتر كاهش هزينه ساخت و جلوگيري از خسارتهاي ناشي از زلزله در بتن معمولي، توسط سبك سازي ساختمانها و كاهش مصرف سوخت به دليل عايق بودن و نيز مزيات برتر، امكان پژوهش و آموزش در سازه هاي جانبي بتن فراهم گردد تا در جهت توسعه پايدار گامي ديگر باشد.
 در آئين نامه نامه ها و استانداردهاي بتن كشور تجديد نظر شود و به جاي ديد مقاومت بتن كه در حال حاضر مطرح است ديد عملكرد و دوام بتن مد نظر گرفته شود.
 در برنامه هاي آموزشي دانشكده عمران براي مهندسين اجرايي تجديد نظر كلي به عمل آيد و آموزش دروس مصالح و تكنولوژي بتن به صورت دروس الزامي در حد آشنايي كافي با خواص و كاربرد سيمان و بتن قرار گيرد.
 آموزش در سطوح مختلف براي دست اندركاران صنعت بتن از كارگر ساختماني تا بازآموزي مديران ارشد كارگاهي بنحو شايسته اي از تضييع و هدر رفتن مصالح و انرژي جلوگيري مي نمايد.
 بازباقت مصالح حاصل از بتن هاي تخريب شده و آب پسماند در صنعت بتن مي تواند به حفظ منابع طبيعي و محيط زيست كمك نمايد.
 تجديد نظر كلي در برنامه پژوهشي در دانشكده هاي عمران و مراكز تحقيقاتي در جايگزيني ديد جامع به جاي ديد جزءنگر به دوام بتن و توسعه پايدار كمك خواهد كرد.
 آموزش در زمينة استفاده و كاربرد آئين نامه هاي ساختماني و بويژه آئين نامه 2800 در جلوگيري از خسارتهاي سوانح طبيعي مانند زلزله و از بين رفتن جان و مال ساكنين شهرها و روستاها و بهره گيري بيشتر از منابع موجود كمك خواهد كرد.

منابع:
1 – فصنامه هاي انجمن بتن در ايران به نقل از انتشارات انجمن بتن ايران- دكتر هرمز فاميلي- بهار و پائيز 84
1 – P. K . Mehta, (concrete technology for Sustianable Development)
2 – J . Davidorits , (Jurnal of Materials Education)
3 – Swamy . R. N , “Alkali- Aggregate Reaction”
4 – J. Davidorits, “High Alkali Cement for 21 st Century Concretes”
5 – Qin Weizu , “What Role Could Conctete technology play for sustainability in China”
6 – Mehta . P . K . “Advanced cements in Conerete Technology”
2 – مجموعه مقالات در اولين همايش ملي نظام مهندس ساختمان و ضرورتها سازمان بسيحج مهندسين- انتشارات بلندآسمان- چاپ اول بهار 1383
3 – مقالات و مهندس محمد كربلائي كريمي- فصلنامه انجمن بتن ايران – خردا 84
4 – مجموعه معيارهاي فني براي نظام صفحات (3D) به قلم مهندس رضواني از انتشارات دبيرخانه نظام مهندسي مهندسان ايران- سال 82
5 – ماهنامه عمران و معماري، شماره هفتم سال دوم ارديبهشت و خرداد 84- از انتشارات عمران و معماري ايران.