فوم بتن (بتن سبک) - خدمات فروش و مشاوره

دفتر فنی لادگر
تلفن: 7589 313 0912 - 232 97 557
ایمیل: Ladgar_eng@yahoo.com
- فوم بتن
یک نمونه بتن سبک است که از یک عامل شیمیایی حداقل %20 درصد حجمی "کف‌ حباب‌زا" وارد مخلوط دوغاب سیمان می‌شود. در فوم بتن شن و ماسه وجود ندارد، اما سیلیس یا ماسه بادی را میتوان به آن اضافه کرد. غالباً برای سبکی کامل از سیمان به تنهایی استفاده می‌شود. وزن مخصوص فوم بتن معمولاً بین 200 تا 1600 کیلو گرم بر متر مکعب می‌باشد. تغییر وزن مخصوص با جابجا کردن قسمتی و یا تمام ماسه با عامل فوم و یا سیمان امکان پذیر می‌باشد. فوم بتن خیلی سبک و با کیفیت، نیازمند اُپراتور ماهر، تکنیک بالا برای عمل‌آوری و همچنین مصالح مرغوب می‌باشد. با اضافه کردن شن به مخلوط میتوان برای ساخت بلوک‌های مقاوم در برابر حرارت و صدا استفاده کرد.
- تاریخچه
زمان استفاده از فوم بتن به دهه 1920 بر می‌گردد، زمانی که تولید بتن سبک حباب‌دار با اتوکلاو کردن انجام می‌گرفت و بیشتر برای عایق‌کاری استفاده می‌شد. تحقیقات در خواص فیزیکی و تولید فوم بتن از سال 1950 به بعد شتاب پیدا می‌کند و در این راستا افزودنی‌های زیادی توسعه پیدا می‌کنند. از سال 1980 به بعد فوم بتن جایگاه ویژه‌ای در ساخت و ساز‌های مهندسی و صنعتی به ویژه در کشور هلند قرار می‌گیرد. استفاده‌های اولیه فوم بتن به عنوان مصالح برای پر کردن حفره‌ها و پایداری ژئوتکنیکی گودال‌ها قرار می‌گرفت.
- اختلاط فوم بتن:
بطور نمونه اختلاط فوم بتن شامل دوغاب سیمان و خاکستر بادی (Fly ash) یا ماسه (حداکثر سایز 2 میلی‌متر) و آب می‌باشد که با نسبت تقریبی 0.55 ترکیب می‌گردند. گرچه تولید کنندگان فقط پیشنهاد استفاده از سیمان و عامل شیمیایی هوازا را برای حداکثر سبک شدن می‌دهند و %80 سایز حباب‌ها برای بهترین ترکیب و عمل‌آوری بین سایز 0.3 تا 1.5 میلی‌متر می‌باشند.
استاندارد از نوع سیمان در فوم بتن با استفاده تیپ یک سیمان پرتلند معمولی میسر است. اما مزیت سیمان زودگیر یا سیمان با حداکثر %70 جابجایی با خاکستر بادی امکان پذیر می‌باشد. سیمان‌های پوزلانی (سرباره GGBFS) همچنین قابل استفاده می‌باشند ولی جدایی پذیری سیمان (Segregation) و به هم آمیختگی (Coalescence) در حباب‌ها ممکن است در این نوع سیمان‌ها اتفاق بیفتد. فوم بتن نیاز به ویبره کردن و متراکم شدن ندارد و بعد از ریختن تراز در سطح باقی می‌ماند.
- تولید و جابجایی فوم بتن
برای تولید ابتدا باید دوغاب آماده ‌شود و اگر با میکسر حمل شود به تعداد 10 بار در دقیقه بایستی دوران داشته باشد. بعد از آماده شدن دوغاب در محل کارگاه معمولاً مواد کف‌زا به دوغاب بتن اضافه می‌شوند. فوم بتن عمل آمده ممکن است پمپ شود و یا در قالب ریخته شود. کف تولید شده باعث جابجایی فوم بتن می‌شود. این رفتار آزادانه را (Thixotropic) می‌گویند و حداقل 24 ساعت زمان نیاز دارد تا بصورت جامد درآید. در این حرکت درجه حرارت محیط و رطوبت هوا هم مؤثر هستند. جمع شدگی فوم بتن 10 برابر سریع‌تر از بتن معمولی است و با اتوکلاو کردن میتوان تا %50 از این کار جلوگیری کرد.
مخلوط دوغاب سیمان و آب، با مواد کف کننده حباب‌زا در یک دستگاه مخصوص مخلوط‌کن ترکیب می‌شوند. تولید کف در ماشین آلات مخصوص از مواد کف‌زا که با آب و هوا ترکیب می‌شود بوجود می‌آید. مواد شیمیایی بوجود آورنده کف بایستی قادر به تولید حباب هوا با پایداری زیاد باشند تا بتوانند استاندارد پروسۀ فیزیکی، شیمیایی، مخلوط کردن، ریختن، قالب‌گیری، پخش کردن فوم بتن و سخت شدن آن را صحیح انجام بدهد.
خواص مکانیکی فوم بتن
خواص مکانیکی فوم بتن بخاطر بافت متفاوت کاملاً شبیه به بتن معمولی نمی‌باشد. زمانی که وزن مخصوص فوم بتن بین 500 تا 1000 کیلو گرم است مقاومت با افزایش وزن بیشتر می‌شود و زمانی که وزن مخصوص آن از 1000 کیلو گرم بیشتر ‌شود تخلخل‌ها در بتن از هم فاصله می‌گیرند و ترکیب خمیری سیمان تعیین کننده مقاومت می‌شوند. در این گذر استفاده از الیاف پلی‌پروپیلن مقاومت کششی و خمشی را افزایش می‌دهد. مقاومت فشاری فوم بتن با وزن مخصوص 400 کیلو گرم بین 15 تا 30 کیلو گرم بر سانتیمتر می‌باشد، و اگر نمونه در هنگام تست فشاری اشباع شده از اب باشد تا %20 از مقاومت آن کاسته می‌شود.
- خواص شیمیایی
جذب آب با کم شدن وزن مخصوص فوم بتن کاسته می‌شود که نشان از کمتر بودن حجم خمیر سیمان و ماسه در مخلوط می‌باشد. فوم بتن در ما‌ه‌های پایانی سرما که یخزدگی و ذوب شدگی در شبانه روز تکرار می‌شود مقاوت خوبی نشان می‌دهد. فوم بتن می‌تواند مقاومت سرمایش و گرمایش 1000 سیکل را که از 180- تا 200+ درجه سانتیگراد باشد تحمل کند و برای این محصول با داشتن قیمت پایین و بی‌خطر بودن آن به عنوان پدیده به حساب می‌آید.
هرچند مقاومت فوم بتن در برابر سولفات‌ها خوب است ولیکن بخاطر تراکم وزنی پایین فوم بتن مقاومت بهتری از بتن معمولی در برابر کربناسیون از خود نشان نمی‌دهد. کاربرد این محصول به راحتی امکان پذیر و با دوام است و اختلالات مواد کف‌زا همراه با افزودنی مواد تثبیت کننده و کاهش‌دهنده جمع شدگی در سال‌های اخیر مرتفع شده است.
- عایق حرارتی و صوتی
از نظر مقایسه‌ای مقاومت حرارتی فوم بتن با وزن مخصوص 1000 کیلو گرم بر متر مکعب تا 6 برابر یک ملات معادل هم وزن خود می‌تواند مقاومت داشته باشد. فوم بتن می‌تواند تا 1270 درجه سانتیگراد غیر قابل احتراق باشد. از این رو استفاده از آن در سردخانه‌ها، کوره‌های حرارتی و سالن‌های ضد صدا و مکان‌های نمایشی مناسب می‌باشد.
- مزایای فوم بتن:
وارد کردن تنش عمودی پایین در عناصر سازه‌ای در نتیجه استفاده از فوم بتن در دیوارها، استفاده از آرماتور کمتر در دال‌ها، ستون‌ها و تیر‌ها می‌باشد. کاربرد مقاومت بالاتر در برابر زلزله در نتیجه وزن کمتر در ساختمان‌های بلند و آسیب کمتر در برابر صدمه زدن بر اثر سیل و طوفان‌های عظیم از دیگر مزایای بتن سبک و فوم بتن می‌باشد. با بالا بردن وزن مخصوص در حد 1000 کیلوگرم بر متر مکعب جلوی محیط‌هایی که امکان نفوذ آب را دارد می‌گیرد و به اصطلاح آب‌بند می‌کند.
در زمان آتش سوزی یک دیوار با وزن 1250 کیلوگرم در متر مکعب می‌تواند آتش را تا 5 ساعت تحمل کند، در صورتی که یک دیوار 10 سانتیمتری با وزن 400 کیلوگرم به متر مکعب می‌تواند همان کنترل آتش را انجام دهد.
فوم بتن می‌تواند جذب آب پایین بین 10 تا 15 درصد داشته باشد. با استفاده از مواد کف‌زای ویژه و استفاده از روغن سیلیکن در دوغاب سیمان با روش‌های خاصی جذب آب را تا یک درصد در فوم بتن سخت شده می‌توان کاهش داد.
- استفاده از فوم بتن:
بسته به نوع اختلاط و سیمان مصرفی تولید فوم بتن با مقاومت 10 تا 100 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع میسر می‌باشد. از آنجایی که فوم بتن عایق صدا و حرارت را افزایش می‌دهد، بسیار ایده‌آل برای استفاده در کف، سقف و پر کردن حفره‌های گوناگون می‌باشد. گونه‌های پیش‌ساخته آن قابل حمل و استفاده در تمام اشکال ساخت و ساز از جمله؛ جدارۀ تونل‌ها، کف‌سازی پل‌ها، منابع آب، سازه‌های بلند و گودال‌ها به ویژه در زیرساز‌های راه‌سازی که خاک قادر به تحکیم شدن نیست، قابل استفاده می‌باشد.
از دیگر مزایای فوم بتن کاربری و ساخت با رنگ دلخواه و هماهنگ با محیط در فضاهای عمومی بخصوص پارک‌ها و محوطه‌سازی‌های خاص می‌باشد که دید بصری و هنری خوبی نیز در بیننده می‌تواند به وجود آورد.
در گذشته برای داشتن فوم بتن با وزن مخصوص پایین‌تر و همچنین مقاومت سازه‌ای آن از مواد کف‌زای غیر پایدار استفاده می‌کردند که باعث می‌شد فوم بتن‌ها ضعیف و شکننده، کم دوام همراه با کاهش حچم و ترک‌های سطحی و نفوذی زیاد شناخته شوند. بنابراین حباب‌های وارد شده به مخلوط از اهمیت خاصی برخوردارند که پایدار و دست نخورده باشند و ترکیده شدن درصدی از حباب‌ها باعث از بین رفتن روانی خمیر سیمان بین تخلخل‌ها در مخلوط نشوند.
توسعه مواد آلی مرکب برپایه کف‌سازی، افزودنی‌های فراوان برای پایداری کف و همچنین مهارت تولید کف، ساخت دستگاه‌های مخلوط کن و پمپ کردن باعث توسعه فوم بتن شده است. این فن‌آوری باعث تولید فوم بتن با وزن مخصوص حتی 75 کیلو گرم بر متر مکعب شده است. نوآوری مواد آلی کف‌زا از دست آورد‌های جدید می‌باشد که بر اساس پروتئین بیوتکنولوژیکی فوق‌العاده فعال و متفاوت از پروتئین‌های غیر جاذب که با آب تجزیه می‌شوند، می‌باشد و باعث تولید کف شده است.
مقالات زیادی در خصوص استفاده از فوم بتن در ارتش آمریکا وجود دارد. فوم بتن از میخ‌پذیری و گوله پذیری خاصی برخوردار است بدین مناسبت بعد استفاده از دیوار‌های فوم بتن به عنوان دیوارهای مشقی و کهنه شدن آن، مصالح به محل بازیافت می‌رود که محل جدا کردن آرماتور از بتن است و این عمل برای محیط زیست هزینه اضافی را در بر نخواهد داشت. ظرفیت جذب انرژی فوم بتن بین 4 تا 15 MJ/m3 بسته به وزن مخصوص و نسبت آب به سیمان متغیر است.
در سال‌های اخیر فوم بتن در اکثر نواحی پیشرفته دنیا بخصوص در کشورهای سردسیر و گرم‌سیر که نیاز به عایق کاری فراوان دارند مورد استفاده قرار گرفته است و در خاورمیانه بخصوص ایران با شتاب قابل توجهی در حال توسعه می‌باشد.
قابل ذکر است بر طبق آئین‌نامه‌های موجود بین‌المللی بتن، استفاده از بتن سبکتر از 1300 کیلو گرم بر متر مکعب در سازه‌های بتن آرمه منع گردیده است و برای مسلح کردن و اجرایی کردن بتن آرمه با وزن مخصوص پایین‌تر از مشاورین متخصص تکنولوژی بتن و سازه می‌بایست بهرمند گردید.
تحقیقات در زمینه فوم بتن:
از خصوصیات رفتاری مقاومت فوم بتن اینکه برای هر 100 کیلو گرم وزن سبک شده فوم بتن بطور عادی 10 کیلو گرم بر ساتیمتر مربع از تنش مجاز آن کاسته می‌شود. در این راستا اضافه کردن الیاف به بتن مقداری دوام و افزایش مقاومت خواهیم داشت. لزوم استفاده از کارشناسان در این امور اجتناب ناپذیر می‌باشد. هیدراتاسیون و سایر واکنش‌های شیمیایی در بتن تا حدود قابل توجهی از تشعشعات پسماند‌های هسته‌ای تا %60 می‌کاهد. اخیراً ایران با یکی از دانشگاه‌های بریتانیا همکاری مشترکی را در این زمینه آغاز کرده‌اند.
آئین‌نامه‌های قابل استفاده:
استاندارد‌ 2930 فوق روان‌کننده ایران
استاندارد بریتانیا به نام – BS 206 Aerated concrete, Foamed concrete
استاندارد آمریکا به نام – ASTM C869/C869M-11
سندیکای بتن سلولوزی ایران کتاب استاندارد Specification for Foamed Concrete که زیر نظر انجمن حمل و نقل و راه‌سازی بریتانیا می‌باشد را پیشنهاد می‌کند و نویسندگان آن عبارتند از:
K C Brady, G R A Watts & M R Jones
گزارش از دکتر یاسین مجلسی

تلفن سفارش فوم بتن ومشاوره – 232 97 557 – 7589 313 0912

ایمیل: