آشنایی با فوم بتن (concrete foamed) از مصالح مدرن

به گزارش گروه ساختمانی آبان، سیمان و بتن از پرکاربردترین مصالح ساختمانی هستند که این روزها تکامل هم یافته اند، یکی از مصالح ساختمانی نو بر مبنای این دو، فوم بتن است که مزایای نوی را به بتن معمولی اضافه نموده و کاربردهای مختلفی هم دارد.

آشنایی با فوم بتن (concrete foamed) از مصالح مدرن

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.

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.

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.

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
انتشار: 17 شهریور 1400 بروزرسانی: 17 شهریور 1400 گردآورنده: abanhome.com شناسه مطلب: 445

به "آشنایی با فوم بتن (concrete foamed) از مصالح مدرن" امتیاز دهید

1 کاربر به "آشنایی با فوم بتن (concrete foamed) از مصالح مدرن" امتیاز داده است | 5 از 5
امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "آشنایی با فوم بتن (concrete foamed) از مصالح مدرن"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید