بتن نفوذپذیر؛ راه نجات شهرها از رواناب

بتن نفوذپذیر یا اسفنجی نوع خاصی از بتن با تخلخل بالا است که آب می‌تواند به‌طور مستقیم از آن عبور کند و اگر در سطح خیابان‌ها استفاده شود، با هدایت آب حاصل از باران به زیر زمین رواناب حاصل از بارش را کاهش می‌دهد و امکان تغذیه مجدد آب‌های زیرزمینی را فراهم می‌کند. این نوع بتن موجب تسهیل نفوذ آب و ارتقای سیستم زهکشی شهری می‌شود و جذب رواناب سطح خیابان‌ها را افزایش می‌دهد.

کاربرد بتن نفوذپذیر در شهرها

سطوح شهری دارای پوشش گیاهی همچون باغچه‌ها و محوطه‌های درخت‌کاری‌شده که با خاک پوشیده شده است، عملکرد بهتری در برابر نفوذ آب به زمین دارند، با این حال برای پیاده‌روی، دوچرخه‌سواری و رانندگی با وسایل نقلیه سبک مناسب نیستند و بتن نفوذی می‌تواند جایگزین مناسبی در این مناطق باشد. استفاده مناسب از بتن نفوذپذیر بهترین شیوه مدیریت شناخته‌شده برای کنترل آلودگی و مدیریت آب طوفان از سوی آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) است و می‌تواند به‌عنوان راه‌حلی برای مقابله با پدیده جزیره گرمایی در شهرها به کار رود. این نوع بتن همچنین به‌طور طبیعی آب طوفان را تصفیه می‌کند و میزان آلاینده‌های واردشده به نهرها، حوضچه‌ها و رودخانه‌ها را کاهش می‌دهد.

بتن نفوذپذیر چگونه ساخته می‌شود؟

بتن معمولی با استفاده از سیمان پرتلند، آب، سنگدانه‌های درشت (سنگ، شن) و سنگدانه‌های ریز (ماسه، خاکستر) ساخته می‌شود، در ساخت بتن نفوذپذیر همین مواد به‌استثنای ماسه و خاکستر استفاده می‌شود. به این ترتیب از سنگدانه‌های ریز برای پر کردن شکاف‌ها استفاده نمی‌شود و در نتیجه یک ماده متخلخل با ماندگاری طولانی به دست می‌آید که نسبتاً در برابر فشار مقاوم است. مقدار صحیح آب در بتن بسیار مهم است؛ نسبت آب به سیمان کم استحکام بتن را افزایش می‌دهد، اما اگر این نسبت خیلی کم باشد ممکن است باعث شکست سطحی شود. متقابلاٌ تراکم بیش از حد بتن نفوذی منجر به مقاومت فشاری بالاتر، اما تخلخل کمتر و در نتیجه نفوذپذیری کمتر می‌شود.

مزایای استفاده از بتن نفوذپذیر

استفاده از بتن نفوذی در پیاده‌روها می‌تواند ایمنی عابران پیاده را در زمستان افزایش دهد، زیرا آب روی سطح بتن باقی نمی‌ماند و یخ نمی‌زند. همچنین می‌توان با استفاده از این نوع بتن، جاده‌ها را برای خودروها ایمن‌تر کرد، زیرا با کاهش تشکیل آب راکد، احتمال بروز پدیده آب‌پیمایی را کاهش می‌دهد؛ آب‌پیمایی زمانی رخ می‌دهد که لایه‌ای از آب میان چرخ‌های وسیله نقلیه و سطح جاده فاصله می‌اندازد و کنترل خودرو را غیرممکن می‌سازد، علاوه بر این جاده‌هایی که با بتن متخلخل پوشیده شده باشند صدای لاستیک را کاهش می‌دهند.

بنابراین با اینکه بتن اسفنجی به خودی خود پایدارتر از بتن معمولی یا بتن کم‌کربن نیست، اما امکان استفاده پایدارتر از سطوح را فراهم می‌کند و میزان این پایداری به نحوه ادغام آن با راه‌حل‌های دیگر بستگی دارد. به‌عنوان مثال، در یک خیابان درختکاری‌شده بهتر است از بتن معمولی در محل‌هایی که ساختمان‌ها قرار دارند استفاده شود تا مانع نفوذ رطوبت به داخل ساختمان شود و در بخش‌هایی که فضای سبز وجود دارد از بتن نفوذی استفاده شود تا رسیدن آب به ریشه گیاهان را بهینه سازد.

استفاده از این نوع بتن در پارکینگ‌ها، مناطق با ترافیک سبک، خیابان‌های مسکونی، گذرگاه‌های عابر پیاده و گلخانه‌ها یک راه‌حل مهم برای ساخت‌وساز پایدار به‌شمار می‌آید. بتن نفوذی را می‌توان برای بسیاری از کاربردها استفاده کرد، اما کاربرد اصلی آن در صنعت روسازی به‌ویژه در مناطق روستایی است. دامنه وسیعی برای تحقیقات بیشتر روی این نوع بتن وجود دارد و برنامه‌ریزان امیدوار هستند که در آینده به‌عنوان مصالح ساخت جاده برای رسیدن به اهداف پایداری از آن استفاده کنند.

نبایدهای استفاده از بتن نفوذپذیر

در محل‌هایی که مردم پیاده‌روی می‌کنند یا از وسایل نقلیه دیگر استفاده می‌کنند، استفاده از سنگ‌فرش‌های نفوذپذیر به‌جای خاک منطقی است، اما بهتر است در محل‌هایی که فقط توسط ترامواها استفاده می‌شود فضای سبز گسترش پیدا کند. در واقع بتن نفوذی جایگزین خاک نمی‌شود، همچنین در چاله‌های درختی (محل کاشت درختان در محفظه‌های روی پیاده‌روها) نیز نباید استفاده شود زیرا منجر به خفه شدن میکروبیوم آن می‌شود.

علاوه بر این، استفاده از راه‌حل بتن‌های نفوذپذیر در شهرهای با آب‌وهوای سرد توصیه نمی‌شود، به‌ویژه مناطقی که دمای شبانه آن‌ها به زیر نقطه انجماد می‌رسد، زیرا آب نفوذکرده به زیر زمین منجمد می‌شود و یخ در دمای پایین منبسط می‌شود و مواد را از هم می‌شکافد که به این پدیده هوازدگی یخبندان می‌گویند.