فوم بتن چیست و چرا باید از آن استفاده کرد؟

این سال ها با وجود زلزله های ویرانگر و اتفاقات مختلفی که افتاده است، میل به مقاوم سازی، سبک سازی و ایمن سازی ساختمان ها بیشتر از قبل شده است، یکی از مصالحی که علاوه بر افزایش ایمنی به سبک بودن یک ساختمان یاری میکند فوم بتن میباشد، در ادامه بیشتر دز مورد آن برایتان خواهیم گفت.

به گزارش گروه ساختمانی آبان، فوم بتن (Foam Concrete) یا بتن سبک، به عنوان مصالح سبک در ساختمان بکار گرفته می شود و نقش غیر سازه ای در ساختمان ایفا مینماید. این بتن چگالی کمتری نسبت به بتن معمولی دارد. یکی از انواع بتن های اسفنجی است که از دوغاب سیمانی و فوم (حداقل 20 درصد حجمی) تشکیل می گردد. فوم، ماده ای متشکل از حباب های هوا است. حبس کردن این حباب ها درون یک ملات یا دوغاب سیمانی، امکان ساخت بتن با چگالی بسیار پایین را فراهم می نماید. فوم بتن، با عناوین دیگری نظیر بتن اسفنجی، بتن سبک، بتن اسفنجی سبک، بتن طرفدار، بتن متخلخل و بتن کفی نیز شناخته می گردد. کاربرد های اصلی فوم بتن در کفسازی و شیب بندی ساختمان استفاده می شود. مواد اصلی تشکیل دهنده فوم بتن شامل: ماسه بادی، سیمان، ماسه نرم، آب، فوم و روانکننده ها (مواد شیمیایی فراوری کننده حباب در بتن) می باشد. اجرای فوم بتن در ساختمان نسبت به گذشته که با پوکه های معدنی انجام میشده است بسیار مقرون به صرفه تر بوده و سرعت اجرای ساخت و ساز را بالا میبرد. از مهم ترین ویژگی فوم بتن به دلیل، پایینی وزن مخصوص عایق حرارتی می باشد و باعث کاهش اتلاف انرژی و سوخت های فسیلی می شود.

از جمله مزیت اصلی این نوع بتن، بالا بودن مقاومت بتن و بعلاوه پایین بودن ضریب انتقال حرارتی از محیط داخلی و بالا بودن قابلیت عایق گرما و صدا بودن آن است. این نوع بتن که در کف ساختمان هم استفاده می گردد، بتن ترکیب از سیمان، ماسه بادی، ماسه نرم، آب و فوم(ماده شیمیایی فراوری کننده کف) به دست می آید.

وجود حباب زا در بتن، ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص، با سرعت زیادی حباب های هوازا فراوری نموده و کف حاصل که کاملا پایدار می باشد. حاصل اختلاط ملات سیمان و ماسه بادی در دستگاه مخلوط کن ویژه، خمیری روان یا فوم بتن را تشکیل می دهد. این نوع بتن به صورت درجا ئر محل پروژه با قالب های فلزی یا پلاستیکی قابل استفاده می باشد.

تاریخچه فوم بتن

استفاده از فوم بتن به دوران امپراتوری روم بازمی شود. در آن موقع، اولین فوم بتن با اضافه کردن خون حیوانات به مخلوط شن های کوچک، ماسه های درشت، آهک هیدراته و آب ساخته شد. این نوع بتن دارای حباب های ریز هوا بود که کارایی و دوام آن را افزایش می داد.

در سال 1924 میلادی (1302 شمسی)، یک معمار سوئدی به نام «اکسل اریکسن» (Axel Ericksson)، حق اختراع نوع جدیدی از بتن های سیمانی با عنوان «بتن گازی» (Gas Concrete) را به ثبت رساند. در سال 1929 میلادی (1307 شمسی)، فراوری صنعتی این نوع بتن با عنوان «بتن طرفدار اتوکلاوشده» (Autoclaved Aerated Concrete) یا به اختصار «بتن AAC» آغاز شد. از آن موقع تا به امروز، بتن AAC در پروژه های ساختمانی متعددی (به شکل بلوک) مورد استفاده قرار گرفته است.

در اواخر دهه 1990 و اوایل دهه 2010 میلادی (حدود 1375 تا 1395 شمسی)، پیشرفت های قابل توجهی در فرآیند فراوری و بهبود کیفیت مواد فعال سطحی (عامل کف زا در بتن) حاصل شد. به علاوه، استفاده از افزودنی های مخصوص در فوم بتن، کاربرد آن در مقیاس های بزرگ تر را ممکن ساخت.

مواد تشکیل دهنده فوم بتن

در فراوری این بتن ها عمدتا از پوکه و مواد صنعتی یا معدنی با چگالی پایین به اسم سنگدانه یا پرکننده سبک استفاده میگردد. در کنار بتن با سنگدانه های سبک، فراوریات برخی کارخانجات هم به شکل بلوک ها و پانل های بتن سبک بر پایه بتن اسفنجی یا طرفدار است. مزایای این نوع بتن در کنار سبک بودن، بالا بودن عایق حرارتی و امکان بریدن با اره، امکان شیار زدن و به کار بردن میخ و پیچ است. این نوع بتن بسته به روش فراوری حباب های هوا به دو نوع تقسیم بندی میگردد:

1. بتن سبک گازی (AAC)

بتن طرفدار اتوکلاو (بتن گازی) که در جهان به اختصار AAC نامیده می گردد یک نوع خاص بتن سبک متخلخل است که عمدتا از مواد با پایه سیلیس، سیمان و آهک ساخته می گردد. محصولی که امروزه بنام AAC موسوم است در 70 سال اخیر در کشور سوئد به توسعه رسیده است. این محصول شامل دو فرآیند اصلی ایجاد تخلخل در دوغاب مخلوط سیمان، آهک و پودر سیلیس و عمل آوری بتن حاصله به وسیله اتوکلاو می باشد. رعایت مباحث 3 و 18 و 19 آیین نامه مقررات ملی ساختمان کشور و سرعت بالا در اجرا به دلیل ابعاد مناسب، سبک سازی ساختمان بر اساس آیین نامه 2800 ایران، چسبندگی بسیار خوب بین بلوک و ملات سیمانی به دلیل همجنس بودن، عدم احتیاج به اندود بیش از یک سانتیمتر به دلیل سطح صاف بلوک، کاهش هزینه های مربوط به نازک کاری به دلیل سطوح صاف زیر کار با اجرای این بلوک، سرعت زیاد دیوار چینی و از همه مهمتر صرفه جویی قابل ملاحظه فولاد مصرفی در سازه های فلزی و بتنی که کاهش بارهای مرده ساختمان را در پی دارد، از جمله مزایای این نوع بلوک هاست.

از نظر نصب تاسیسات و سیم کشی و لوله آب به راحتی به وسیله اره کردن می توان راستا آنها را در داخل بلوک تعبیه نمود. به دلیل قابلیت برش محصول هیچگونه ضایعات و نخاله وجود ندارد و در صورت وجود ضایعات بسیار ناچیز می توان آنها را به اسم پوکه شیب بندی بام استفاده نمود. قابلیت بالای سوراخ کاری، برش کاری و اره کاری، قابلیت چسبندگی بسیار بالا با انواع ملات های پایه گچی از دیگر قابلیتهای این بلوک است. اتصال دیوارهای غیرباربر به اسکلت سازه ای باید به نحوی باشد که ضمن تحمل تمامی بارهای وارده، مشارکتی در سختی جانبی سازه نداشته باشند دیوارهای ساخته شده با این بلوک، باید طبق ضوابط استاندارد ملی ایران به تعداده 11272 مقاومت لازم در برابر آزمونهای ضربه را دارا باشند و رعایت ضوابط مربوط به محافظت دیوارها از تماس مستقیم با آب و یا چرخه های تر و خشک شدن الزامی می باشد. کلیه مصالح و اجزاء در این سیستم از حیث دوام، بهداشتی و زیست محیطی باید بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران و یا آیین نام های ملی یا معتبر بین المللی به کار گرفته شوند.

در فراوری بتن گازی پودر نرم آلومینیوم در شرایط خاصی به مخلوط اضافه میگردد تا در اثر واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم حبابهایی از هیدروژن در داخل بتن فراوری گردد. آزاد شدن این حبابها باعث انبساط مخلوط میگردد.

2. بتن کفی یا بتن کف دار

اما در فراوری بتن کفی برعکس بتن گازی، حبابهای هوا به یاری یک ماده کف زا فراوری میگردد و در مخلوط بتن اضافه میشوند. تکنولوژی فراوری بتن کفی ساده تر از تکنولوژی فراوری بتن گازی است، و امکان ساخت این نوع بتن در کارگاههای ساختمانی هم وجود دارد. مواد پایه در ساخت بتن کفی عبارتند از سیمان، آب و کف حاصل از یک ماده کف زا. برای فراوری کف معمولا از ماده ای به نام فوم استفاده می گردد. این ماده ابتدا با آب رقیق شده و سپس در محفظه ای به یاری فشار ناشی از کمپرس هوا یا در اثر هم زدن سریع، تبدیل به کفی می گردد که در آن حباب هایی با قطر در حد میلیمتر و کمتر فراوری شده اند. برای فراوری کفی پایدار در ساختار داخلی ماده کف زا و یا بطور مستقل یک ماده پایدار کننده کف استفاده می گردد تا حبابهای فراوری شده پایدار شوند. منظور از پایدار شدن حبابها این است که حبابها در اثر جابجایی و اختلاط، شکل خود را حفظ کنند و اصطلاحا کف نخوابد. معمولا کف پایدار حاصل، خامه ای شکل میباشد

مواد کف زا فوم را می توان به لحاظ ساختاری در دو کلاس طبقه بندی کرد که شامل مواد بر پایه پروتئین حیوانی فوم پروتیینه و مواد کف زای شیمیایی فوم شیمیایی می باشند معمولا کف حاصل از مواد بر پایه پروتئین به لحاظ حجمی، کمتر و پایدار تر از کف حاصل از مواد شیمیایی می باشد (مواد شیمیایی دارای وزن مخصوص کف حدود 40 گرم در لیتر با پایداری کف در حد کمتر از 2 ساعت و افزایش حجم حاصل از کف کردن حدود 25 برابر حجم اولیه می باشند این در حالیست که در مواد فوم پروتئینه با چگالی و پایداری کف 2 برابر بیشتر و حجم کف فراوری شده حدود نصف مواد شیمیایی می باشند) تجربه نشان می دهد که مواد شیمیایی برای ساخت بتن های با چگالی بالای 1000 مناسبند این در حالیست که از مواد پروتئینی در ساخت انواع بتن از چگالی 500 الی 1600 کیلو بر متر مکعب می توان استفاده کرد. این نکته را خاطر نشان کرد که (پایداری کف باید تا حدی باشد که بعد از فرایند اختلاط کف با ملات سیمانی و تا گیرایش اولیه مخلوط، کف پایداری خود را حفظ نماید در غیر این صورت، ساختاری که با قرار گیری و توزیع حبابها در داخل مخلوط ایجاد شده) در اثر از بین رفتن قسمتی از حبابها قبل از گیرش اولیه سیمان، از هم پاشیده و در نتیجه وزن افزایش می یابد. به دلیل طبیعت متخلخل داخل بتن، این نوع بتن یک عایق حرارتی و صوتی بسیار مناسب می باشد.از لحاظ صوتی عایق مناسبی جهت صدا با ضریب زیاد جذب اکوستیک به تعداد می رود که در نتیجه به اسم یک فاکتور رفاهی در جهت جلوگیری از ورود صداهای اضافی اخیرا مورد توجه طراحان قرار گرفته است.

طرح اختلاط فوم بتن چگونه معین می گردد؟

طرح اختلاط فوم بتن، به عوامل مختلفی نظیر حجم فوم، اندازه سیمان، اندازه مواد پرکننده و سن بستگی دارد. بر خلاف بتن های معمولی، تاثیر نسبت آب به سیمان بر روی ویژگی های بتن های اسفنجی بسیار کم است. فوم بتن، معمولا با چگالی کم تر از 600 کیلوگرم بر متر مکعب برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. برای این چگالی معمولا سیمان، آب، فوم و خاکستر بادی یا پودر سنگ آهک، مواد اصلی تشکیل دهنده بتن هستند. در این حالت، طرح اختلاط بتن سبک به صورت زیر خواهد بود:

• نسبت عامل کف زا به آب: 1 به 30
• نسبت خاکستر بادی به سیمان: 0، 1 به 10، 1 به 6.7 یا 1 به 20
• نسبت آب سیمان: 1 به 2.3، 1 به 2.2، 1 به 2.1 و 1 به 2

به منظور دستیابی به چگالی های بالاتر، مقداری ماسه به ترکیب بتن اضافه می گردد. ماسه در این حالت، به اسم ماده پرکننده، جایگزین بخشی از سیمان پرتلند نوع CEM I می گردد. نسبت ماسه به سیمان برای حالت پایه، 1 به 1 و برای بتن های سنگین تر، 1 به 3 است.

برای ساخت فوم بتن با چگالی بالاتر از 1500 کیلوگرم بر متر مکعب می توان از مواد پرکننده بیشتر و ماسه هایی با ابعاد مبه وسیله استفاده کرد. حداکثر ابعاد ماسه قابل استفاده برای فوم بتن، 5 میلی متر است. به علاوه، ماسه های ریز باید دارای حداکثر ابعاد 2 میلی متر بوده و درصد عبوری آن ها از الک نمره 30 (مش 600 میکرون)، 60 تا 95 درصد باشد.

به منظور کاهش چگالی، باید اندازه مواد پرکننده را کاهش داد. به طور کلی، پیشنهاد می گردد برای چگالی های پایین تر از 600 کیلوگرم بر متر مکعب، از هیچ ماده پرکننده ای در ترکیب فوم بتن استفاده نگردد.

روش فراوری و عمل آوری فوم بتن:

برای فراوری فوم بتن در وهله اول آب و سیمان با نسبت تعیین شده با هم در دستگاه میکسر مخلوط می کنیم. سپس فوم ژنراتور دستگاه با آب مخلوط شده و به وسیله پمپ هوازا از لوله مخصوص که دارای ساچمه های ریز می باشد با فشاربالا عبور داده می گردد این عمل باعث بدست آمدن کف و حباب در بتن می گردد. کف بوجود آمده در میکسر با سیمان و آب مخلوط می گردد که در حین اختلاط حباب های بسیار ریز در سر تا سر ملات بوجود می آید و بعد از عمل آمدن، به وسیله پمپ به طبقات پمپاژ و روی سطح ریخته می گردد. خاصیت اصلی فوم این است که حباب های هوا را تا زمان گیرش بتن در داخل آن میماند.

انواع فوم بتن کدام هستند؟

مهم ترین عامل معین کننده کاربرد و تقسیم بندی فوم بتن، چگالی آن است. این ماده بر اساس چگالی به سه نوع چگالی بالا، مبه وسیله و پایین تقسیم بندی می گردد:

• چگالی بالا (سازه ای): فوم بتن با چگالی بالا، دارای چگالی 1200 تا 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است. این نوع فوم بتن، به منظور ساخت دیوارهای باربر، دیوارهای جداکننده و بلوک های پیش ساخته برای عضوهای باربر مورد استفاده قرار می گیرد.
• چگالی مبه وسیله: فوم بتن با چگالی مبه وسیله، دارای چگالی 800 تا 1000 کیلوگرم بر متر مکعب است. این نوع فوم بتن، اغلب در ساخت بلوک های پیش ساخته برای عضوهای غیر باربر به کار می رود.
• چگالی پایین (سبک): فوم بتن با چگالی پایین، دارای چگالی 300 تا 600 کیلوگرم بر متر مکعب است. این نوع فوم بتن با اسم «بتن اسفنجی سبک» (Cellular Lightweight Concrete) یا به اختصار CLC و بتن سبک شناخته می گردد. بتن سبک، گزینه بسیار خوبی برای عایق صدا و حرارت است. فوم بتن با چگالی پایین، مقاومت خوبی در برابر آتش سوزی، رطوبت و حمله حشرات دارد. همین موضوع، آن را به جایگزین مناسبی برای پشم شیشه و پشم چوب تبدیل نموده است.

انواع فوم بتن با توجه به روش فراوری حباب های هوا

این نوع بتن با توجه به روش فراوری حباب های هوا به دو نمونه مختلف تقسیم می گردد که شامل:

• بتن گازی

در ساخت این نوع بتن به طورمعمول از پودر نرم آلومینیوم استفاده می گردد، به طوری که پس از فراوری دوغاب آب و سیمان، این پودر به دوغاب اضافه شده و پس از میکس شدن درون میکسر بر اثر واکنش شیمیایی ای که رخ می دهد حباب هایی از هیدروژن داخل بتن فراوریی می گردد و بتن حجم یافته و آماده استفاده پس از سپری شدن زمان می گردد.

• بتن کفی

در این نوع بتن مادۀ کف زا (فوم مایع) جایگزین پودر آلومینیوم می گردد و به وسیلۀ حباب های هوای فراوری شده سبب افزایش حجم بتن می گردد. گفتنی است که به طورکلی این روش به مراتب ساده تر و بی دردسرتر از فراوری بتن گازی است و امکان ساخت این نوع بتن در کارگاه های ساختمانی نیز وجود دارد. به طورکلی مواد تشکیل دهندۀ ساخت این نوع بتن شامل سیمان، آب و فوم مایع می باشد.

کاربرد های فوم بتن در صنعت ساختمان:

بتن کفی دارای کاربردهای گسترده ای است که از جمله می توان موارد زیر را نام برد:

1. ساخت بلوک های سبک و غیر باربر و پانلهای جدا کننده
2. شیب بندی پشت بام و سرویس بهداشتی
3. کف سازی طبقات و پارکینگ
4. پر کردن حفره و ترانشه ها در پروژه های عمرانی
5. عایق سازی تأسیسات گرمایشی و سرمایشی

کف سازی طبقات

کف سازی طبقات از مهم ترین و وسیع ترین کاربردهای فوم بتن است. با جایگزین کردن فوم بتن به جای پوکه ریزی، وزن سازه به شدت کاهش میابد و سه برابر عایق بندی حرارتی و صوتی بهتری را در کف طبقات شاهد هستیم. چون فوم بتن وزن سبک و سرعت بالای اجرا دارد، می توان به سرعت کف همۀ طبقات ساختمان را بعد از اتمام کار های تأسیساتی با آن پوشاند، . کفسازی طبقات از مهم ترین و وسیع ترین کاربردهای فوم بتن است. با جایگزین کردن فوم بتن به جای پوکه ریزی، حدود 300 کیلوگرم در هر متر مکعب سبک سازی می گردد و سه برابر عایق بندی حرارتی و صوتی در کف طبقات صورت می پذیرد. چون فوم بتن وزن سبک و سرعت بالای اجرا دارد، می توان کف همۀ طبقات ساختمان را بعد از اتمام کار های تاسیساتی با آن پوشاند.

پر کردن حفره های تونل ها و فاضلاب ها

به علت ویژگی روان بودن فوم بتن، از این نوع بتن جهت پر کردن حفرها و پایدارسازی آن ها بر روی انواع لوله ها، تونل ها، مخازن و نقاطی استفاده می شود که به پرکنندۀ سبک به عنوان جایگزین خاک احتیاج باشد.

شیب بندی بام

به علت مقاومت زیاد، نفوذناپذیری حرارتی و رطوبتی و نیز سبک بودن فوم بتن، برترین روش برای شیب بندی بام با استفاده از این محصول است. درواقع می توان بعد از اجرای فوم بتن در پشت بام، مستقیم و بی هیچ گونه عملیات اضافی روی آن را عایق بندی یا ایزوگام کرد که همین مسئله مزیت بسیار مهمی برای این محصول به شمار میرود. گفتنی است که اجرای فوم بتن روی سقف های شیروانی علاوه بر اینکه می تواند کاهش 50 درصدی انتقال حرارت و صوت به وسیله سقف را سبب شود، موجب محکم شدن ورق های سقف می شود و از لرزش های اضافی آن ها جلوگیری می نماید. درواقع فوم بتن بتنی است که علاوه بر کاهش بار مردۀ ساختمان، نیروی وارد به سازه بر اثر شتاب زلزله را نیز کاهش می دهد و در صورت تخریب، وزن آوار نیز کم می شود.

بلوک های سبک غیر باربر

از کاربردهای دیگر فوم بتن، فراوری بلوک های سبک توپر مانند NAAC، AAC و CLC است. با فراوری بلوک های فوم بتن به ابعاد دلخواه (که به وسیلۀ قالب های مخصوص، امکان پذیر می گردد) می توان همۀ کار دیوار چینی قسمت های جداکنندۀ ساختمان را با استفاده از ملات یا چسب بتن انجام داد.

با کاربرد این نوع بلوک های بتن سبک، از سنگین شدن ساختمان جلوگیری می گردد، کارهای حمل و نصب، بسیار سریع پیش می رود و دستمزد کمتری صرف می گردد. فراوری بلوک های سبک، در محل پروژه، به طور قابل توجهی از هزینه های بارگیری و حمل بلوک و حذف ضایعات مربوط به حمل و نقل می کاهد. با این روش، می گردد پس از اجرای دیوار، مستقیم روی آن را گچ کرد. این بلوک ها وزن مخصوصی بین 650 تا 1100 کیلو گرم در مترمکعب دارند.

زیرسازی راه ها

ازجمله دیگر کاربردهای فوم بتن می توان به فوم بتن به عنوان ماده ای جهت پر کردن حفاری های صورت گرفته در خیابان ها و به جای مصالح دانه ای اشاره نمود و درواقع همین مزیت است که عملکرد فوم بتن را در صورت استفاده در لایه های زیرین راه، به خصوص در منطقه ها غیرقابل دسترس به منابع مصالح دانه ای مناسب، تضمین می نماید.

دیوارهای یکپارچه

از فوم بتن می توان با سیستم قالب بندی مدولار، خانه ها و دیوارهای یکپارچه با سرعت فراوان و مقرون به صرفه فراوری کرد. برای ساخت دیوارهای سردخانه ها، گرم خانه ها و سالن های ضد صدا، می گردد در محل پروژه، با قالب بندی، فوم بتن را به طور یکپارچه عمودی ریخت، و یا به وسیلۀ قالب های مخصوص، دیوارهای پیش ساختۀ پنلی فراوری کرد. به علت عایق بودن این نوع بتن، برای عایق بندی سردخانه ها، گرم خانه ها، پوشش لوله های حرارتی و برودتی و… کاربرد ویژه ای دارد. درضمن به علت عایق صدا بودن بتن سبک، از آن برای ساخت موتورخانه ها و اتاق های آکوستیک استفادۀ گسترده ای می گردد.

از جمله مزایای فوم بتن می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. این نوع بتن عایق حرارتی مناسب برای ساختمان
2. دارا بودن خواص عایق صوتی بسیار بالا
3. مقاومت بالا در برابر اشتعال (مقاومت 4 ساعته در برابر 1200 درجه سانتی گراد)
4. یاری به سبک کردن سازه
5. ایزوله شدن تاسیسات موجود در کف ساختمان
6. مقاوم در برابر نفوذ آب و عایق رطوبتی
7. قابلیت برش پذیری آسان برای اجرای تاسیسات
8. برترین انتخاب برای انبوه سازان و بلند مرتبه سازی
9. از نظر مالی نسبت به سایر متریال ها ارزان و مالی می باشد.
10. سرعت اجرا و عملیات ساخت و ساز افزایش می یابد.

عایق در برابر آتش سوزی

مقاومت فوم بتن در مقابل آتش، فوق العاده می باشد به طور مثال یک قطعه از نوع فوم بتن با وزن مخصوص 700 الی 800 کیلوگرم بر متر مکعب که حداقل 10 سانتی متر ضخامت داشته باشد به راحتی تا 1200 درجه سانتی گراد دما مقاومت نشان می دهد و اصولاً در وزن های پایین غیر قابل اشتعال است.

ضد یخ زدگی و فرسایش

میزان جذب رطوبت فوم بتن بسیار کم می باشد، که در مقابل یخ زدگی و فرسودگی، از ویژگی های بسیار خوبی برخوردار است.

وزن سبک وصرفه مالی

سبکی وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن بنا به نوع کاربرد آن، در زمان وقوع زلزله کمترین آسیب به ساختمان وارد می شود. در نتیجه، هر چه وزن ساختمان کم شود هزینه اجرای فونداسیون هم کاسته می شود.

عایق بودن در مقابل گرما، سرما و صدا

به دلیل وجود حباب های هوا در فوم بتن، یک عایق خوب در مقابل حرارت و صداست استفاده از فوم بتن به عنوان عایق باعث صرفه جویی در استفاده از وسایل گرمازا و سرمازا می شود. فوم بتن عایق مناسبی جهت صدا با ضریب جذب آکوستیک زیاد به شمار می رود که در نتیجه به عنوان یک فاکتور مهم در جهت جلوگیری از ورود صداهای اضافی اخیرا مورد توجه طراحان قرار گرفته است.

عایق رطوبت

نظر به اینکه فوم بتن درقشرهای سطحی دارای خلل و فرج فراوان می باشد در نتیجه شکاف های مویین و درزهای کمتری در سطح همواری ایجاد می شود و روی سطح فوم بتن با استفاده لایه متناسب پوشیده شود در مقابل نفوذ رطوبت، مقاومت مطلوبی خواهد داشت.

بهترین عایق برای تاسیسات

به علت وجود حباب های ریز این محصول می تواند عایق لوله هایی که از کف عبور نموده اند، احتیاجی به عایق بندی لوله ها وجود ندارد.

جلوگیری از شکستن لوله ها

پوکه های معدنی توسط کارگران به طبقات مختلف انتقال می دهند و باعث آسیب دیدن تاسیسات ساختمان می شود. ولی فوم بتن توسط لوله و پمپ به طبقات انتقال داده می شود و از هر گونه آسیب رسیدن به تاسیسات جلوگیری می نماید.

هزینه اجرای هر مترمکعب فوم بتن

قیمت تمام شده هر متر مکعب فوم بتن نسبت به سایر روشهای (پوکه معدنی) کف سازی ارزان تر می باشد. هزینه اجرای هر متر مکعب فوم بتن 47,500 تومن (دستمزد کارگر و متریال و...) به طور معمول در می آید. البته این موضوع بستگی به دسترسی پروژه و دسترسی به مواد اولیه، دستگاه های مورد احتیاج و... نیز دارد.

سرعت بالا در اجرا

با بهره گرفتن از بتن سبک در اجرای پروژه ها می توان از هدر دادن وقت در اجرای کف سازی جلوگیری کرد و در کمترین زمان به برترین نتیجه دست یافت. دستگاه های فوم بتن روزانه می توانند 60 تا 90 متر مکعب بتن فراوری نمایند که این مسئله بدین معنی است که سرعت اجرای فوم بتن حدود 7 برابر بیشتر از روش سنتی می باشد درواقع اگر با روش سنتی 80 مترمربع، کف سازی را اجرا کنیم با فوم بتن می توانیم حدود 560 مترمربع در همان زمان اجرا کنیم.

مقاومت فشاری بالا

مقاومت فشاری پارامتر مهمی در صنعت ساخت وساز می باشد چراکه قابلیت تحمل فشار و بار را بر روی سطح نشان می دهد؛ بنابراین در حال حاضر مقاومت فشاری و کششی مطلوب فوم بتن سبب شده است در بسیاری از کشورهای پیشرفته علاوه بر ساختمان سازی از برخی انواع فوم بتن حتی در کف سازی معابر و زیرسازی راه ها نیز استفاده گردد. درواقع وجود مقاومت فشاری بالا در این نوع بتن با افزایش مقاومت تقریباً نامحدود همراه است.

حذف ماهیچه کشی محیط

به طورکلی در عملیات ساختمان سازی حمل مصالح، پوکه و رفت وآمد کارگران و استفاده از ابزارهای مختلف، احتمال خسارت زدن به تأسیسات کف ساختمان را به شدت افزایش می دهد. این در حالی است که باید مطرح کنیم اجرای فوم بتن، به وسیله پمپ به طبقات منتقل می گردد و نیازی به هیچ گونه رفت وآمد و طبیعتاً خسارتی نیست. بعلاوه فوم بتن به دلیل روان بودن و داشتن حباب های ریز، می تواند عایق تأسیسات کف ساختمان باشد و نیازی به ماهیچه کشی ساختمان وجود ندارد.

معایب فوم بتن

همان طور که میدانید، هر محصولی همان طور که مزایایی دارد، دارای معایبی نیز می باشد؛ بنابراین در ادامه ی مقاله پیش رو شما را با معایب فوم بتن آشنا می کنیم.

1. بهتر است در محیط های کوچک و بسته از فوم بتن استفاده نشود، چراکه با افزایش حرارت ماده ی درون فوم بخار می شود و باعث آسیب به سلامت اشخاص می شود.
2. قطعات پیش ساخته این محصول بسیار گران قیمت می باشند.
3. احتیاج به متخصص برای نصب قطعات پیش ساخته وجود دارد و امکان نصب این قطعات بدون متخصص با مشکل روبه رو است.
4. متخلخل تر شدن در لایه سطحی به علت اینکه حجم ماده ی درونی 40 درصد بوده و نیروی گرانشی نیز بر آن تأثیر دارد. بااین حال لایه کفی متخلخل آن نسبت به لایه سطحی کمتر است.
5. به مرور زمان بر سطح فوم بتن ترک ایجاد می شود که در صورت عدم نگهداری مناسب این ترک های موجود بروی سطح فوم بتن بر اثر گذر زمان بزرگ و بزرگ تر می شوند به طوری که فوم تکه تکه می شود.
6. فوم بتن در برابر تغییرات دما مقاومت زیادی نداشته به طوری که ممکن است در فصل زمستان از بین برود و آسیب جدی به ساختمان وارد کند.
7. به کار بردن فوم بتن در دیوارچینی یک ساختمان موجب افزایش مصرف ملات می شود چراکه این فوم از قدرت چسبندگی پایینی برخوردار بوده و به همین علت به ملات فراوانی جهت چسبندگی احتیاج است.

دستگاه های موردنیاز جهت اجرای فوم بتن

معمولاً اجرای فوم بتن از طریق یکی از دو دستگاه زیر صورت می گیرد.

1. دستگاه پرتابل منو پمپ

این دستگاه ازجمله سیستم هایی است که خود دارای سه قسمت می باشد.

• فوم ساز: کار تبدیل مایع فوم به کف را انجام می دهد.
• میکسر: وظیفه یکنواخت کردن مخلوط فوم بتن را بر عهده دارد.
• منو پمپ: انتقال فوم بتن ساخته شده در میکسر به طبقات مختلف از طریق منو پمپ را انجام می دهد

2. دستگاه پرتابل تحت فشار

در این دستگاه انتقال مواد به طبقات از طریق باد صورت می گیرد، درحالی که اتلاف انرژی در این روش در کمترین اندازه خود است.

نحوه ی اجرای فوم بتن

برای ساخت فوم بتن ابتدا ماسه بادی یا ماسه نرم به همراه سیمان را با یکدیگر مخلوط نموده و در آخر نیز با اضافه کردن آب در دستگاه میکسر مخلوط را آماده استفاده می کنیم. پس از طی این مرحله فوم کف زا را در محفظه ی فوم ساز دستگاه با آب رقیق می کنیم و با استفاده از پمپ هوا که همراه با فشار زیاد است، برای فراوری کف استفاده می کنیم.

در مرحله ی بعد کف به وجود آمده در میکسر را با دوغاب سیمان و آب مخلوط شده ترکیب می کنیم که طی این فرایند حباب های ریزی در ترکیب فراوری و در کل ملات پخش می شوند. در خاتمه و پس از اختلاط کامل بتن با استفاده از پمپ، می توان فوم بتن را به طبقات پمپاژ نموده و به ضخامت حدوداً 10 سانتی متر روی سطح پخش کنیم. گفتنی است که بعد از اتمام اجرای کامل عملیات پخش فوم بتن، برای جلوگیری از ترک های سطحی، حداقل باید تا 3 روز سطح بتن مرطوب نگه داشته گردد.

خشک شدن فوم بتن

به طورکلی و با اضافه کردن مواد افزودنی لازم جهت سفت شدن بتن می توانیم مدت خشک شدن فوم بتن را به 12 ساعت برسانیم اما باید دقت داشته باشید که در مدت زمان خشک شدن بتن عجله نداشته باشیم چراکه ممکن است به خاطر زود خشک کردن بتن از مقاومت بتن کاسته گردد و حتی جمع شدگی در آن به وجود آید و نتیجه مناسبی حاصل نگردد.

آب انداختن فوم بتن چیست؟

«آب انداختن» (Bleeding)، پدیده خروج آب آزاد (آب جذب نشده به وسیله مصالح) از سطح بتن است. وجود تعداد زیاد حباب های هوا در ترکیب فوم بتن، احتمال آب انداختن آن را کاهش می دهد. هنگامی که دمای مخلوط طی فرآیند هیدراتاسیون افزایش می یابد، انبساط هوا باعث پرشدگی مناسب و ایجاد ارتباط موثر بین اجزای مختلف بتن می گردد.

جداشدگی فوم بتن چیست؟

«جداشدگی» (Segregation)، پدیده ای است که در اثر آن، پیوند مورد انتظار بین اجزای تشکیل دهنده بتن ایجاد نمی گردد. این پدیده معمولا به علت توزیع نامناسب دانه بندی رخ می دهد. در فوم بتن، اگر به جای رعایت طرح اختلاط استاندارد، اندازه ماسه مورد استفاده زیاد یا از سنگدانه های درشت استفاده شده باشد، احتمال جداشدگی افزایش می یابد. این مسئله می تواند بر روی ترکیدن حباب های هوا، کاهش حجم کل و نامنظم شدن ساختار فوم نیز تاثیر بگذارد.

قابلیت پمپ شدن فوم بتن چیست؟

«قابلیت پمپاژ» (Pumpability)، به توانایی حرکت بتن تحت فشار هوا گفته می گردد. فوم بتن، از قابلیت پمپ شدن خوبی بهره می برد. البته پمپاژ این نوع بتن باید با دقت بالایی انجام گردد؛ چراکه وجود آشفتگی در حین پمپاژ می تواند باعث ترکیدن حباب های هوا و عواقب ناشی از آن گردد.

چگالی فوم بتن چیست؟

چگالی، نسبت جرم به حجم ماده است. به طور کلی، بتن ماده ای است که به چگالی پایین و مقاومت فشاری بالا شناخته می گردد. چگالی فوم بتن، بین 300 تا 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است. البته در بعضی از دسته بندی ها، بتن هایی با چگالی زیر 2000 کیلوگرم بر متر مکعب را به عنوان بتن سبک (نام دیگر فوم بتن) در نظر می گیرند.

چگالی فوم بتن، یکی از مهم ترین ویژگی های آن محسوب می گردد. این ویژگی بر روی مقاومت فشاری و بعلاوه کاربری فوم بتن تاثیر مستقیم دارد. جدول زیر، کاربردهای این نوع بتن بر اساس چگالی را نمایش می دهد.

مقاومت کششی و مقاومت فشاری فوم بتن چیست؟

«مقاومت فشاری» (Compressive Strength)، توانایی ماده در برابر بارهای محوری فشاری (کاهش طول) است. مقاومت فشاری بتن، مهم ترین ویژگی آن در حالت سخت شده است. به همین علت، مقاومت فشاری فوم بتن، اهمیت بالایی در کنترل کیفیت آن خواهد داشت.

«مقاومت کششی» (Tensile Strength)، توانایی ماده در برابر بارهای محوری کششی (افزایش طول) است. بتن، مقاومت کششی پایینی دارد. فوم بتن نیز از این قاعده مستثنی نیست. به علت به کارگیری بتن سبک در عضوهای غیر باربر یا سازه هایی با باربری پایین، مقاومت کششی آن کمتر مورد آنالیز قرار می گیرد. البته اضافه کردن الیاف به ساختار این نوع بتن می تواند مقاومت فشاری و کششی آن را افزایش دهد.

جدول مقاومت فشاری فوم بتن

مقاومت فشاری و مقاومت کششی فوم بتن، وابستگی زیادی به چگالی آن دارند. جدول زیر، رابطه کلی بین چگالی و پارامترهای مقاومتی فوم بتن را نمایش می دهد.

راهنمایی حرارتی فوم بتن چیست؟

«راهنمایی حرارتی» (Thermal Conductivity)، توانایی یک ماده در عبور دادن حرارت است. این ویژگی، به منظور آنالیز هدررفت انرژی حرارتی مصالح ساختمانی مورد ارزیابی قرار می گیرد. راهنمایی حرارتی فوم بتن، برابر با 0.1 تا 0.7 وات بر متر کلوین است. این اندازه، بتن سبک را به یک ماده مناسب برای عایق حرارتی تبدیل می نماید.

جمع شدگی فوم بتن چیست؟

«جمع شدگی» (Shrinkage)، به اندازه کاهش طول یا حجم بتن بر اثر کاهش اندازه رطوبت گفته می گردد. جمع شدگی فوم بتن، برای چگالی های 400 و 1600 متر مکعب، به ترتیب برابر 0.03 تا 0.07 درصد است. اندازه جمع شدگی فوم بتن، به طور مستقیم با حجم فوم و به طور غیر مستقیم با اندازه و خواص خمیر سیمانی ارتباط دارد.

مقاومت در برابر چرخه انجامد و ذوب فوم بتن چگونه است؟

فوم بتن سخت شده، مقاومت خوبی در برابر چرخه انجماد و ذوب دارد. مطالعات تجربی نشان می دهند که استفاده از این نوع بتن در دماهای 18- تا 25+ درجه سلیسیوس، هیچ آسیبی به آن وارد نمی نماید. چگالی فوم بتن مورد استفاده در شرایط دمایی متغیر، 400 تا 1400 کیلوگرم بر متر مکعب است.

مشخصات ظاهری فوم بتن چگونه است؟

فوم بتن، در حالت تازه دقیقا مشابه فوم اصلاح صورت است. در صورت رعایت طرح اختلاط استاندارد، شکل بتن سبک در حالت سخت شده شبیه ماست یا میلک شیک خواهد بود.

جذب آب فوم بتن چیست؟

«جذب آب» (Water Absorption)، معیاری برای مشخص اندازه آب قابل جذب به وسیله یک ماده است. جذب آب از نسبت وزن آب جذب شده به وزن ماده خشک محاسبه می گردد. جذب آب فوم بتن، بر روی مقاومت آن تاثیرگذار است. جدول زیر، رابطه بین چگالی، مقاومت فشاری و جذب آب فوم بتن را نمایش می دهد.

جذب آب به اندازه تخلخل بستگی دارد. در چگالی های یکسان، مقاومت فوم بتن معمولی با بتن اتوکلاو برابر نیست. در هنگام بارگذاری بر روی فوم بتن معمولی، مقداری فشار هیدرولیکی داخلی ناشی از حضور آب به ساختار بتن اعمال می گردد. این فشار داخلی، تغییر شکل بتن را به همراه دارد.

فوم بتن در شیب بندی

معمولا به علت عبور بخش اعظم لوله های تاسیسات برقی و مکانیکی از کف ساختمان، امکان اجرای مستقیم کف سازی روی مخلوط بتنی سقف وجود ندارد.

بعلاوه در برخی قسمت ها مثل آشپزخانه و سرویس ها باید قبل از نازک کاری نهایی، شیب بندی مناسب به طرف کف شور ها انجام شود.

لذا شیب بندی اولیه با استفاده از فوم بتن یا بتن سبک متشکل از آب، سیمان و پوکه معدنی یا صنعتی به ضخامت حدود 5 الی 10 سانتی متر اجرا می شود.

قبل از اجرای این مخلوط بتنی، کلیه لوله های تاسیسات از طریق بست فلزی و با ملات ماسه سیمان در جای خود محکم شده و جهت جلوگیری از ضربه و شکستگی، یک لایه ملات به صورت سراسری روی آن ها اجرا می شود. (ماهیچه کشی)

پس از این مرحله با استفاده از شیلنگ تراز، خط ترازی روی دیوار ترسیم شده و کروم هایی جهت شیب بندی به طرف آبروها ایجاد می شود.

گفتنی است که در سالن ها یا فضاهای فاقد کف شور احتیاج به شیب بندی خاصی نیست و بتن سبک کف تنها جهت حفاظت لوله های تاسیسات به صورت تراز اجرا می شود.

پس از این مرحله بتن سبک کف به روش سنتی اجرا می شود.

سوالات پر تکرار فوم بتن (FAQ)

✅ فوم بتن برای چه مواردی استفاده می شود؟

استفاده از فوم بتن برای تولید بلوک های ساختمانی، عایق حرارتی و صوتی سقف ها، کف، گرم کردن لوله ها، تولید بلوک های جمع شونده و پانل های پارتیشن در ساختمان ها و همچنین کف و زیرزمین های فوم بتن با تراکم بالاتر.

✅ مشخصات فوم بتن چیست؟

اساساً فوم بتن مخلوطی از سیمان، خاکستر بادی، ماسه، آب و عامل کف کننده است. … چگالی فوم بتن به طور کلی از 800-1600 کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است. به طور کلی مزیت اصلی فوم بتن این است که در صورت لزوم می توان آن را به راحتی با پمپاژ قرار داد و نیازی به تراکم، لرزش یا تراز کردن ندارد.

✅ آیا فوم بتن تحمل بار دارد؟

افزایش مقاومت فشاری بتن فوم تشکیل شده از خاکستر بادی، میکرو سیلیس و پودر SiO2 در محدوده (20-25) مگاپاسکال است، این افزایش مقاومت نشان می دهد که این بتن فوم دار برای کاربردهای سازه ای یا بارگذاری رضایت بخش است.