فوم بتن (از خانواده بتن سبک) نوعی بتن است که ساختاری حبابی و سبک‌تر از بتن معمول دارد. این محصول با استفاده از آژانت‌های فومی ساخته می‌شود که حباب‌های گازی در آن تولید می‌کنند و باعث کاهش وزن می‌شوند.
نکات کلیدی
فوم بتن به عنوان بتن سبک سلولی، ( CLC یا Aircrete شناخته می شود) یک ماده سیمانی سبک، ماده ایی روان است که برای طیف گسترده ای از کاربردها در صنعت ساختمان و ساخت و ساز ایده آل است.
همانطور که گفتیم فوم‌بتن که به عنوان بتن سلولی نیز شناخته می شود، یک ماده ساختمانی سبک وزن است که از اختلاط دوغاب پایه سیمان با یک عامل کف ساز تولید می شود. این منجر به یک مخلوط بسیار هوادهی شده با حباب های هوای کوچک در سراسر آن می شود که ساختار سلولی منحصر به فردی و چگالی کم به آن می بخشد. فوم‌بتن به دلیل مزایای فراوانی که دارد از جمله سبک بودن، اجرای کار آسان و عایق حرارتی و صوتی خوب در صنعت ساختمان سازی محبوبیت پیدا کرده است.
در واقع فوم بتن یک محصول واحد نیست بلکه طیف وسیعی از محصولات است که با توجه به ترکیب دقیق و خواص مقاومت و چگالی آنها متفاوت است. بنابراین، می توان آن را برای عملکرد بهینه و حداقل هزینه با انتخاب یک طرح مخلوط مناسب برای هر استفاده نهایی طراحی کرد. با انتخاب طرح اختلاط مناسب، می توان فوم بتن را با طیفی از چگالی خشک، از 400 کیلوگرم بر متر مکعب تا 1600 کیلوگرم بر متر مکعب و طیفی از مقاومت های فشاری، 1 نیوتن بر میلی متر مربع تا 15 نیوتن بر متر مربع ساخت.
معمولاً از سیمان پرتلند معمولی استفاده می شود، اما در صورت لزوم می توان از سیمان با سخت شدن سریع نیز استفاده کرد. فوم بتن می تواند طیف وسیعی از سیمان و سایر ترکیبات را شامل شود، به عنوان مثال، 30 درصد سیمان، 60 درصد خاکستر بادی و سنگ آهک در 10 درصد. محتوای سیمان بین 300 تا 400 کیلوگرم بر متر مکعب است.
حداکثر اندازه ماسه مورد استفاده می تواند 5 میلی متر باشد. استفاده از ماسه های ریزتر تا 2 میلی متر با مقدار عبور از الک 600 میکرونی از 60 تا 95 درصد قابل استفاده در این مخلوط می باشند.
مواد پازولانی
مواد سیمانی تکمیلی مانند خاکستر بادی و سرباره کوره بلند دانه بندی شده به طور گسترده در ساخت فوم بتن استفاده شده است که مقدار خاکستر بادی استفاده شده از 30 تا 70 درصد متغیر می باشد. در بهترین حالت میزان این مواد بین 10 تا 50 درصد است که این امر باعث کاهش مصرف سیمان و صرفه جویی اقتصادی در پروژه می شود. برای افزایش استحکام می توان به مقدار 10 درصد جرمی دود سیلیس اضافه کرد.
محصولات فوم بتن پارسمان شیمی سری Foamix، افزودنی های کفزای اصلاح شده و بسیار قوی بتن بر پایه مواد شیمیایی است که با ایجاد فوم بسیار حجیم و پایدار در بتن و ملات سیمان باعث کاهش وزن واحد حجم مخلوط مورد نظر شده و نهایتاً منجر به سبک سازی مقاطع و المان‌ها می‌گردد. استفاده ازین محصولات، بافت و شکل مخلوط مورد نظر را یکپارچه و اسفنجی کرده و قابلیت پمپ‌پذیری آن را افزایش می‌دهد. این محصولات منطبق بر استاندارد ASTM C869 و ASTM C494 می‌باشد.
| محصولات مایع فوم بتن | ® Parsman Chemichal |
|---|---|
AE-210 | افزودنی مایع اصلاح شده فوم‌بتن |
AE-220 | افزودنی شیمیایی مایع فوم‌بتن با عملکرد بسیاربالا |
AE-240 | افزودنی شیمیایی مایع فوم‌بتن با عملکرد بالا |
ماده کف ساز یا فوم ساز در فوم‌بتن یک ماده شیمیایی است که برای تولید حجم بالایی از حباب های هوا در فوم بتن استفاده می‌شود. این ماده با ایجاد حجم بالایی از حباب های هوا، باعث کاهش وزن و افزایش عایق حرارتی و صوتی فوم‌بتن می‌شود. مهمترین موادی که به عنوان کفزای فوم‌بتن استفاده می‌شوند عبارتند از:
پودر زغال سنگ: که پس از واکنش با آب، گازهای هیدروکربنی تولید میکند و فضاهای خالی ایجاد میکند.
کفزاهای شیمیایی: مانند افزودنی‌هایی که باعث واکنش شیمیایی و تولید گاز می‌شوند.
فوم آلومینیوم: که با واکنش آلومینیم پودر با اسید سولفوریک منجر به تولید هیدروژن می‌شود که باعث فوم شدن بتن می‌گردد.
فوم سیلیکات سدیم: که پس از واکنش با آب، گاز کربن دی‌اکسید تولید میکند.
استفاده از انواع کفزا در بتن باعث مزایایی مانند کاهش وزن، عایق بندی صوتی و گرمایی،افزایش مقاومت و استحکام می‌شود. انتخاب کفزا باید براساس ویژگی‌های پروژه و بودجه انجام شود.
همانطور که قبلا گفتیم تولید فوم بتن شامل سه جزء اصلی سیمان، آب و عامل کف کننده است. سیمان مورد استفاده می تواند سیمان پرتلند یا سیمان های ترکیبی مانند خاکستر بادی یا سیمان سرباره باشد. نسبت آب به سیمان پایین نگه داشته می شود تا از انقباض و ترک خوردن مخلوط در طول فرآیند عمل آوری جلوگیری شود. عامل کف کننده مورد استفاده بسته به نوع فوم‌بتن مورد نظر می تواند متفاوت باشد، اما عوامل رایج مورد استفاده شامل سورفکتانت ها، پروتئین ها و عوامل کف کننده مصنوعی(شیمیایی) هستند. ما در این مقاله توضیح مختصری از نحوه ساخت فوم‌بتن بیان کرده ایم، شما میتوانید برای آگاهی بیشتر از نحوه ساخت فوم بتن مقاله مرتبط با آن را مطالعه نمایید.
فرآیند تولید با تهیه دوغاب سیمان آغاز می شود. این کار با مخلوط کردن سیمان، آب و هرگونه افزودنی مانند ماسه یا خاکستر بادی در یک میکسر بتن انجام می شود. زمان و سرعت اختلاط برای اطمینان از یک مخلوط همگن با چگالی ثابت بسیار مهم است. افزودن عامل کف کننده مرحله بعدی است و این کار به دو صورت انجام می شود – یا با تزریق ماده به دوغاب یا با مخلوط کردن آن با دوغاب در یک دستگاه کف ساز جداگانه.
دستگاه فوم ساز جزء ضروری در تولید فوم بتن است. این کار با مخلوط کردن عامل کف کننده با هوای فشرده برای ایجاد یک کنسانتره کف عمل می کند که سپس به دوغاب سیمان اضافه می شود. حباب های هوا که توسط عامل کف ساز ایجاد می شوند به عنوان یک سنگدانه سبک عمل می کنند و به بتن فوم ساختار سلولی مشخص و محتوای هوای بالایی را می دهند.
هنگامی که عامل کف کننده اضافه شد، مخلوط دوباره مخلوط می شود تا از توزیع یکنواخت کنسانتره کف در سراسر دوغاب اطمینان حاصل شود. سپس این مخلوط بسته به کاربرد در قالب ها یا مستقیماً در محل ساخت و ساز ریخته می شود. فوم بتن را رها می کنند تا سخت شده و استحکام نهایی خود را بگیرد که معمولاً بین یک تا سه روز طول می کشد.
یکی از مزایای فوم بتن این است که می توان آن را به راحتی در محل تهیه کرد که باعث کاهش هزینه های حمل و نقل و تبدیل آن به گزینه ای مناسب برای مکان های دور و یا صعب العبور می شود. همچنین دارای چگالی تازه کم است که پمپاژ و ریختن آن را بدون نیاز به ماشین آلات سنگین آسان می کند. علاوه بر این، طبیعت سبک وزن آن، آن را به گزینه ای ایده آل برای پر کردن فضاهای خالی و ایجاد سطوح شیب دار تبدیل می کند.
در نتیجه، فوم بتن یک مصالح ساختمانی همه کاره و مقرون به صرفه است که کاربردهای زیادی دارد. فرآیند تولید آن نسبتاً ساده است و می توان آن را برای رفع نیازهای خاص یک پروژه تنظیم کرد. به عنوان یک مهندس عمران، درک فرآیند تولید و خواص فوم بتن می تواند به معرفی آن به عنوان گزینه ای مناسب برای پروژه های مختلف ساختمانی کمک کند.
فوم بتن اغلب در دستگاه مخلوط آماده یا در مقادیر کم در مخلوط کن سیمان ساخته می شود. درست مانند بتن معمولی، 6 تا 12 ساعت بعد آماده اجرا در محل می باشد (جامد می شود). پس از اجرا در طول روزها و هفته های بعد مقاومت پیدا میکند. آزمایش مقاومت فشاری معمولاً پس از 7 یا 28 روز بعد انجام می شود.
در حالی که مواد اولیه فوم بتن و بتن معمولی مشابه هستند، تفاوت هایی بین آنها وجود دارد. تفاوت اصلی این است که در بتن معمولی هیچ کفی وجود ندارد.
بتن فوم دار به دلیل ماهیت روانی، اجرای آن سریع و آسان است. می توان آن را مستقیماً از یک کامیون مخلوط آماده یا با نیروی جاذبه از طریق یک سری کانال در جای خود ریخت. همچنین می توان آن را با استفاده از پمپ بتن در جای خود پمپ کرد. مناسب ترین پمپ، پمپ پریستالتیک است.
فوم بتن را می توان برای طیف گسترده ای از کاربردها در صنعت ساختمان و ساخت و ساز استفاده کرد. با تغییر طرح ترکیبی که برای ساخت آن استفاده می شود، می توان خواص آن را به طور خاص برای هر کار یا پروژه ایی تنظیم کرد. برنامه های کاربردی فوم بتن عبارتند از:
و بسیاری از کاربردهای دیگر
فوم بتن را می توان برای طیف گسترده ای از کاربردها در صنعت ساختمان و ساخت و ساز استفاده کرد. با تغییر طرح ترکیبی که برای ساخت آن استفاده می شود، می توان خواص آن را به طور خاص برای هر کار یا پروژه ایی تنظیم کرد. برنامه های کاربردی فوم‌بتن عبارتند از:
و بسیاری از کاربردهای دیگر
مقاله مرتبط: فوم بتن خانه شما را در زمستان گرم نگه میدارد
شما این مخلوط را می توانید به راحتی و در صورت لزوم با پمپاژ اجرا کنید و نیازی به تراکم یا تراز کردن ندارد. مقاومت عالی در برابر آب و یخ زدگی دارد و سطح بالایی از عایق صوتی و حرارتی را ارائه می دهد. بتن فوم شده بسیار پایدار و سبک است و در زمین نرم فرو نمی‌رود و بارهای نامناسبی را بر روی سقف‌ها و سازه‌ها وارد نمی‌کند.
همانطور که قبلا هم اشاره کردیم این مخلوط بسیار همه کاره است و از آنجایی که دارای طیف وسیعی از چگالی و مقاومت خشک است، می توان آن را برای عملکرد بهینه و حداقل هزینه با انتخاب یک طرح مخلوط مناسب طراحی کرد. طرح های مختلف مخلوط دارای مقادیر متفاوتی از ماسه، سیمان، آب و فوم هستند. بهینه سازی را می توان با استفاده از انواع مختلف سیمان، شن و ماسه یا مواد دیگر مانند خاکستر بادی پالایش کرد.
مزایای بتن فوم دار عبارتند از:
همچنین، فوم بتن قابل بازیافت است و باعث کاهش آلاینده های محیطی مرتبط با ساخت و ساز می شود.
فوم بتن بسیار پایدار است و در حین گیرش فرو نمی ریزد و حجم خود را کاهش نمی دهد. معمولا فوم‌بتن ماندگاری بسیار خوبی دارد و بیش از 100 سال عمر می کند.
به منظور تولید فوم بتن یکنواخت و همگن، مواد باید کاملاً مخلوط شوند و باید حداقل ریزدانه یا سنگدانه های جداسازی شده در آن وجود داشته باشد. با افزودن حجم زیادی از هوا و آب، ماسه ها و سایر سنگدانه های بزرگ به سادگی به ته مخلوط فرو می روند در نتیجه محصول نهایی با کیفیت پایین تری ایجاد می کند. داشتن حداکثر شن و ماسه به اندازه 5 میلی متر به این معنی است که تمام مواد پرکننده اعم از شن و ماسه و سنگدانه به صورت معلق در اطراف فوم پراکنده باشد زیرا سیمان هیدراته و سخت می شود و چگالی وزن سبک آن تغییر میکند.
بتن فوم دار سابقه ای طولانی دارد و اولین بار در سال 1923 مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا به عنوان یک ماده عایق استفاده می شد. بهبود در 20 سال گذشته در زمینه تجهیزات تولید و مواد فوم ساز با کیفیت بهتر باعث استفاده از فوم‌بتن در مقیاس بزرگ شده است.
از نظر تاریخی، تعریف بتن فوم دار ماده ای است که دارای هوای بیش از 20 درصد حجمی است. این معمولا شامل یک فوم مکانیکی است که در یک دوغاب یا مخلوط “دوغاب” مخلوط می شود. در نتیجه، این تعریف گسترده می‌تواند شامل طیفی از چگالی‌ها باشد که هر چیزی کمتر از 1800 کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان بتن فوم در نظر گرفته شود.
بتن های فوم دار سنگین تر، مانند 1600 کیلوگرم بر متر مکعب، تمایل به تولید و پیش اختلاط دارند. از آنجایی که آنها دارای حجم کم فوم وارد شده به مخلوط پایه هستند، این مخلوط ها استحکام بالاتری دارند. با این حال، آنها توانایی پمپاژ کمتری دارند زیرا ضخیم تر و خشک تر هستند. در نتیجه، بتن های فوم دار در این محدوده چگالی تقریباً به طور انحصاری برای کارهای بازسازی جاده ها و ترانشه های باریک استفاده می شود.
