فوم بتن ( بتن سبک) Foam concrete فراورده ای است ملات مانند، که از سنگدانه های سیمان، آب اختلاط، ماسه بادی، ماسه نرم و فوم کفزا (محصولی شیمیایی ساخته شده از پروتئین های حیوانی و همچنین شاخ یا سم جانوران) تشکیل شده است. غلظت و تراکم این محصول بسیار کم است و همچنین ایزولاسیون بسیار بهینه و مناسبی است که سهولت و سرعت در اجرا از قابلیت های آن می باشد. در مقایسه با راهکارهای سنتی (بتن ریزی همراه با پوکه) مقرون به صرفه تر است. نام دیگر این فراورده بتن سبک می باشد. فوم بتن محصولی تازه در راستای پوشش دهی سطوح می باشد که در صنعت ساخت و ساز از آن استفاده می شود.
کاهش وزن در سازه ها با فوم بتن!
فوم بتن به عنوان محصولی که تراکم و چگالی بسیار کمتری از ملات های سیمانی و بتن عادی دارد، فراورده ای بسیار تاثیر گزار در راستای کاهش دادن جرم بناها مخصوصا در بخش های غیر سازه ای می باشد. همانگونه که در بالاتر اشاره شد این فراورده از اختلاط آب، سنگدانه های سیمان، ماسه بادی و ماسه نرم، فوم کفراز ساخته شده است. این بتن محصولی با درصد تخلخل بالا و روزنه دار است و همچنین هوا در آن جریان دارد و همین خاصیت ها سبب شده است بتن سبک گزینه ای مناسب برای استفاده به عنوان عایق صوتی و حرارتی باشد.
این فراوده به این سبب که بعد از گیرش و خشک شدن با در نظر گرفتن جرم و طرح اختلاط اجزاء تشکیل دهنده آن دارای جرمی معادل ۴۰۰ تا ۱۷۰۰ کیلوگرم در هر متر مکعب می باشد. فوم بتن علاوه بر جرم ویژه بسیار پائین دارای توان مقاومت فشاری زیاد می باشد. سبک بودن این فراورده در بناها و ساختمان ها سبب افت بار مرده سازه، کاهش حجم خاک برداری و میزان ملات به کار رفته در پی ساختمان و همچنین افت میزان بار زلزله می گردد. برای به کار گیری این فراورده ابتدا جرم ویژه و توان مقاومت فشاری آن برای استعمال در پروژه های مورد نظر معین شده است. بتن سبک از سال ۱۳۸۰ در صنعت ساخت و ساز ایران وارد شده است و از این محصول در ساخت کف و شیب بندی پشت بام خانه ها استفاده می شود.
عمده ترین کاربردهای فوم بتن ( بتن سبک)
از جمله کارایی ها و کاربردهای این فراورده در صنعت ساخت و ساز در ساخت و تهیه بلوک های سبک سقفی و جداره، کف سازی و شیب بندی ها می باشد. بتن در واقع اصلی ترین و عمده ترین مواد ساختمانی در ساخت و سازها و انواع کارایی های سازه ای و غیر سازه ای است.
اجزاء سازنده فوم بتن
در تولید و ساخت این فراورده معمولا از پوکه های معدنی ودیگر محصولات صنعتی یا معدنی با تراکم و چگالی بسیار کم استفاده می شود. این نوع محصولات به عنوان سنگدانه یا پر کننده سبک به کار گرفته می شود. در کنار این فراورده بتنی بر پایه سنگدانه های سبک برخی کارخانه ها محصولاتی به شکل بلوک و پانل های بتن سبک بر اساس بتن اسفنجی با هوادار است. مزیت ها و برتری های فوم بتن علاوه بر جرم کم، زیاد بودن توان عایقی در برابر حرارت و دما، قابلیت برش با اره، قابلیت شیار زدن و همچنین استفاده از میخ و پیچ می باشد.
روش های تولید فوم بتن ( بتن سبک)
در راستای تولید و ساخت این فراورده ابتدا سیمان و آب اختلاط با توجه به درصدهای تعیین شده جهت دستیابی به چگالی مورد نظر را در دستگاه میکسر ریخته تا با هم مخلوط شوند. سپس مواد فوم در فوم ژنراتور دستگاه با میزان آب تعیین شده اختلاط یافته و با بهره گرفتن از پمپ هوا از کانال های ویژه ای که ساچمه های ریزی دارد با قدرت و فشار بالا حرکت داده می شود. در طی این فرایند کف بسیار زیادی تولید می شود که کف ایجاد شده را به میکسر حاوی سیمان و آب انتقال می دهند.
در جریان اختلاط و ترکیب شدن مواد نام برده شده حباب های هوای بسیار زیادی در کل ملات ایجاد می شود و بعد از پروسه عمل آوری، محصول ایجاد شده با بهره گرفتن از پمپ به سطوح مورد نظر پاشیده می شود. از جمله قابلیت ها و توانایی های فوم این است که حباب های هوای ایجاد شده در ملات را تا زمان گیرش و سخت شدن ماندگار می نماید. جرم بتن تولید شده به پایداری و ماندگاری این حباب های هوا بستگی دارد زیرا باعث ایجاد تخلخل و روزنه در بتن می گردد.
پروسه عمل آوردن آن
ساخت بتن سبک با قابلیت ها و ویژگی های مهم آن به چگونگی عمل آوردن آن بستگی دارد. آب دهی مناسب و بهینه در اولین روزهای سخت شدن و گیرش یکی از ارکان مهم در عمل آوری بتن می باشد. در شرایط دمایی بالا و روزهای گرم آب دهی در طول روز باید ۲ باریا بیشتر از آن باشد تا پروسه خشک شدن آب ملات پائین آید و از ایجاد درز و شکاف بر سطح سیمانی ممانعت شود. همچنین این عملیات سبب افزایش توان مقاومتی بتن سبک می شود.
فوم بتن و ویژگی های مقاومتی آن
مقاومت فشاری
توان مقاومت فشاری بتن کفی متاثر از موارد گوناگونی مانند چگالی و غلظت بتن، عمر بتن، میزان رطوبت و نم بتن، قابلیت های مکانیکی و شیمیایی مواد تشکیل دهنده و همچنین درصدهای اختلاط و ترکیب می باشد. چنانچه بتوان مقدار درصدهای اختلاط سیمان، آب و محصول کف مانند را ثابت تنظیم نمود در این شرایط می توان رابطه ای درست و مناسب بین توان مقاومت فشاری و غلظت جرم بتن به دست آورد.
تغییر دادن معیار های گفته شده باعث تغییر در روابط می گردد. توان مقاومت فشاری را می توان به صورت چشمگیری با به کار بردن راهکارهایی عمل آوری بتن افزایش داد. عمل آوردن بتن به وسیله آب دادن بهینه و رطوبت دهی مناسب تاثیر شگرفی در بالا بردن میزان مقاومت فشاری دارد.
مقاومت کششی
توان مقاومت کششی بتن کفی با در نظر گرفتن روش های عمل آوردن بتن معمولا بیشتر از ۲۵ درصد توان مقاومت فشاری می باشد و در زمان جدا شدن و گسیختگی کرنش آن ۱ درصد می باشد.
انقباض و افت فوم بتن
یکی از ویژگی های ذاتی در همه بتن ها انقباض و جمع شدگی آن است، درجه و مقدار این جمع شدگی به موارد متنوعی مانند جنس سیمان، روش های عمل آوردن بتن، مقدار سیمان موجود در ملات، تراکم و غلظت بتن، کیفیت و جنس فوم استفاده شده، نسبت های آب به سیمان بستگی دارد. بیشترین درجه انقباض مورد انتظار از بتن کفی تا ۲۸ روز پس از بتن ریزی اتفاق می افتدو پس از این زمان مقدار جمع شدگی ناچیز و قابل اغماض است. چنانچه در این زمان یاد شده محافظت ها و نکات گفته شده رعایت گردد می توان درجه جمع شدگی بتن را تا ۱ درصد و حتی کمتر از آن محدود نمود.
عایق حرارتی و صوتی
با توجه به درصد بالای روزنه های موجود در این محصول و متخلخل بودن آن، این فراورده یک نوع عایق حرارتی و صوتی بسیار مناسب و کارامد می باشد. در مورد عایق صوتی بودن، فوم بتن عایق بهینه ای در رابطه با صدا با درصد جذب اکوستیک بالا به حساب می آید که در نهایت به عنوان یک معیار مناسب رفاهی در راستای ممانعت از نفوذ صداهای اضافی گزینه ای مناسب و مورد توجه طراحان می باشد. درصد توان حرارتی بتن سبک با افت غلظت بتن بالا می رود و این به سبب هوای بیشتر در غلظت کم است.
سرعت و دیگر قابلیت های فوم بتن ( بتن سبک) در کف سازی
در واقع در زمان استفاده از مصالح و روش های سنتی شاهد سرعت اجرایی پائین در عملیات تولیدی و توزیع و پخش آن توسط اشخاص یا دستی می باشیم. تجهیزات سیار تولید و ساخت فوم بتن به واسطه مکانیزه بودن آن و به کارگیری روش ها و راهکارهای ساخت و پخش در محل عملیات با توجه به حد وسط شرایط فعالیت می تواند تقریبا در هر ساعت ۵ تا ۷ میکسر را با گنجایش ۱ تا ۵/۱ متر مکعب تولید داشته باشد. از دیگر قابلیت ها و توانایی های ساخت بتن فوم با استفاده از دستگاه در محل عملیات همگن بودن و یک دست بودن محصول تولید شده می باشد. بتن سبک دارای شکل ظاهری روان می باشد که به ماله کشی نیاری ندارد می توان فقط با تی کشیدن سطح آن را یک دست و صاف نمود.
قابلیت روان بودن این محصول باعث افزایش کارایی آن شده و تمامی درزها، روزنه ها و ترک های کوچک را در کف سازه ها به صورت مطلوبی پر می نماید. با توجه به حباب های هوای بسیار ریز و روان که در این فراورده وجود دارد، فوم بتن می تواند به عنوان عایق لوله ها و کانال های زیر ساختی در کف سازه ها مورد استفاده قرار گیرد و در این شرایط نیازی به ماهیچه کشی بر روی سطح لوله ها نیست.
سبک این محصول بتن و استفاده در کف سازی
کف سازی ها و شیب بندی های صورت گرفته در سازه ها با استفاده از پوکه های معدنی و سیمان انجام می شود. چنانچه بتن سبک با تراکم ۴۰۰ جایگزین این پوکه ها شود، جرم مرده کف سازی از هزار به کمتر از چهارصد کیلو در هر متر مکعب افت خواهد نمود. در صورتی که ارتفاع این کف سازی را ده سانت در نظر بگیریم یعنی حدود ۶۰ کیلو گرم در هر متر مربع از جرم بناها کاهش یافته است. چنانچه از بتن کفی با غلظت و تراکم ۵۰۰ برای کفسازی استفاده شود، جرم مناسب لرزه ای در حدود ۹ درصد یا به عبارتی ۸۰ کیلوگرم افت خواهد نمود و این یعنی پائین آمدن ۹ درصدی انرژی زلزله!!!
با توجه به آنچه تا کنون بیان شد این میزان افت در جرم سازه ها به معنی کاهش ۴ درصدی مقدار مصرف میلگردها می باشد. به عنوان مثال با در نظر گرفتن ۴۵ کیلو آرماتور برای هر متر مربع در هر سازه مقدار کاهش مصرف آرماتورها به راحتی قابل اندازه گیری است. چنانچه به کارگیری بتن کفی در کف سازی ها جایگزین پوکه های معدنی شود یا افت غلظت و تراکم و همچنین تغییر در بافت فراورده ( از حالت حباب های هوا ارتباط دار به حباب های محبوس شده) درصد ایزولاسیون حرارتی و صوتی سه برابر افزایش می یابد که این یعنی صرفه جویی قابل ملاحظه در مصرف انرژی!!!
نکته بسیار مهم اینکه در زمان اتفاق افتادن زلزله به سبب جرم کم فوم بتن، آوار ایجاد شده به واسطه تخریب ها صدمات کمتری به لوازم و افراد وارد می کند. این قابلیت یک موضوع بسیار مهم از نظر مالی و جانی می باشد.
موارد استفاده از بتن سبک در کشور
در شمال و جنوب کشور که ذخایر خاک رس برای تولید آجر و بلوک های سفالی وجود ندارد . همچنین هزینه های مربوط به جا به جایی و حمل و نقل باعث بالا رفتن بهای تمام شده فراورده هایی مانند آجر و بلوک می شود. در قبال وجود این محدودیت شاهد وجود منابع بسیار زیاد ماسه های بادی هستیم. با استفاده از این مواد و ساخت فوم بتن می توان به تولید محصولاتی مانند بلوک ها و پانل های بتنی پرداخت که از لحاظ اقتصادی بسیار مهم و قابل به صرفه هستند.
در راستای پر نمودن گودال ها و حفاری های صورت گرفته در معابر و خیابان ها، این فراورده را به عنوان مصالح بدون نشت جایگزین مواد دانه ای نمود. همین ویژگی کارایی و عملکرد بتن سبک را در صورتی که در قسمت های زیر اساس راه، مخصوصا در مکان هایی که دستیابی به فراورده های دانه ای بهینه مقدور نباشد ضمانت می نماید. همچنین قابلیت دیگر این فراورده اینکه با در نظر گرفتن توان مقاومتی بسیار بالا در برابر حرارت و آتش می توان از بتن سبک به عنوان محصولات نسوز بهره گرفت.
ویژگی های اقتصادی فوم بتن ( بتن سبک)
جرم سازه ای که برای ساخت آن از فوم بتن بهره گرفته شده است در مقایسه با مورد مشابه که از بتن معمولی بهره گرفته شده است تقریبا ۳۵ درصد کمتر است. همچنین این کاهش وزن را می توان با طراحی بهینه تر و به کارگیری مناسب و کارشناسی شده از بتن سبک تا حدود ۵۰ درصد افزایش داد. با افت بار مرده در سازه سهم بار به نصف تقلیل خواهد یافت.
در صورت پائین آمدن بار مرده سازه شاهد افت در اسکلت، اندازه های پی سازه و کم شدن میزان میلگرد مصرفی برای پی ساختمان خواهیم بود. با توجه به آنچه تا کنون ارائه شد به کار گیری این فراورده باعث سرعت بخشیدن به عملیات اجرایی پروژه خواهد شد. جرم کم بتن باعث می شود بتوان این فراورده را به سهولت به قسمت های بالایی پمپاژ نمود و باعث کاهش هزینه شد.در زمان بهره برداری از بناها ا توجه به عایق مناسب حرارتی باعث صرفه جویی ویژه ای در انرژی خواهد شد.
آیا میلگردها در فوم بتن دچار پوسیدگی می شوند؟؟؟
آزمون های صورت گرفته بر روی مدل های حاوی بتن فوم آرماتوردار که طی ۷۲ دوره دگرگونی و تغییر در شرایط محیطی صورت گرفته است هیچ گونه تحلیل یا زنگ زدگی گزارش نشده است.
مزیت های استفاده از فوم بتن ( بتن سبک) چیست؟؟؟
عمده ترین ویژگی ها ی بتن سبک می توان به موارد زیر اشاره نمود
- قابلیت بسیار بالای عایق حرارتی
- توان زیاد به عنوان عایق صوتی
- توان مقاومتی بالا در برابر حرارت مستقیم آتش( توان مقاومتی ۴ ساعته در برابر ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد)
- توان مقاومتی بالا در برابر ورود آب و یخبندان
- گزینه ای بسیار مناسب برای انبوه سازی
- محافظت و عایق نمودن زیرساخت های تعبیه شده در کف ساختمان
- ویژگی برش پذیری راحت برای اجرای زیرساخت ها
از اینکه تا پایان همراه ما بودید سپاسگزاریم.