(فوم بتن چیست؟)
بتن فوم دار مخلوطی سبک از یک چسب سیمانی، آب، یک فوم از پیش ساخته شده پایدار و احتمالاً سنگدانه های ریز است که ان را فوم بتن می نامند.این بتن دارای یک ریزساختار سلولی است که آن را به یک سیستم بسیار ریز حباب هوا با خواص فیزیکی و مکانیکی معمولی تبدیل می کند.در سال های اخیر، استفاده از آن به طور قابل توجهی افزایش یافته است، عمدتا به دلیل مصرف کم انرژی، پاسخ حرارتی مطلوب، سهولت ساخت و تخریب، و هزینه تولید نسبتا پایین، به ویژه در مقایسه با سایر مواد سبک وزن که برای همین منظور استفاده می شود. فوم بتن در بسیاری از بخش‌های زیرساخت عمدتاً به عنوان پرکننده غیرسازه‌ای مهندسی شده، در پانل‌های پیش ساخته، به عنوان عایق حرارتی و صوتی و به عنوان یک ماده نسوز استفاده می‌شود.
فوم بتن که با نام‌های بتن سلولی سبک، بتن سلولی کم چگالی و سایر اصطلاحات نیز شناخته می‌شود، به عنوان دوغاب پایه سیمانی با حداقل 20٪ (در هر حجم) فوم در ملات پلاستیکی تعریف می‌شود. از آنجایی که عمدتاً برای تولید فوم بتن از سنگدانه درشت استفاده نمی شود، اصطلاح صحیح به جای بتن ملات نامیده می شود. ممکن است آن را “سیمان فوم دار” نیز نامیده شود. چگالی فوم بتن معمولاً از 400 کیلوگرم بر متر مکعب تا 1600 کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است. از آنجایی که بتن فوم دار دارای میزان خمیر نسبتاً بالایی است و سنگدانه درشت ندارد، بیشتر از بتن معمولی منقبض می شود. جالب است که هیچ انقباض پلاستیکی در بتن فوم دار گزارش نشده است، اما انقباض خشک شدن برای این نوع مواد سیمانی زیاد است و مقادیر معمولاً بین 0.1٪ تا 0.35٪ است. هر چه چگالی فوم بر پایه سیمان کمتر باشد، کرنش انقباضی بیشتر است. حال که شما فهمیدید فوم بتن چیست در ادامه سراغ تاریخچه آن رفته ایم.
تاریخچه فوم بتن:
به اوایل دهه 1920 و تولید بتن هوادهی اتوکلاو شده برمی گردد که عمدتاً به عنوان عایق استفاده می شد. یک مطالعه دقیق در مورد ترکیب، خواص فیزیکی و تولید بتن فوم دار برای اولین بار در دهه 1950 و 60 انجام شد. به دنبال این تحقیقات، افزودنی های جدیدی در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 80 ایجاد شد که منجر به استفاده تجاری از بتن فوم در پروژه های ساختمانی شد. در ابتدا، در هلند برای پر کردن فضاهای خالی و برای تثبیت زمین استفاده می شد. تحقیقات بیشتر انجام شده در هلند به استفاده گسترده تر از فوم بتن به عنوان مصالح ساختمانی جدید کمک کرد. اخیراً فوم بتن با فوم مولد پیوسته ساخته می شود. این فوم از هم زدن یک عامل کف کننده با هوای فشرده برای ساخت “آیکریت” یا “فومکریت” تولید می شود. این ماده ضد حریق، ضد حشرات و ضد آب است. عایق حرارتی و صوتی قابل توجهی ارائه می دهد و می توان آن را برش داد، حک کرد، سوراخ کرد و با ابزارهای چوب کاری شکل داد. از این مصالح ساختمانی می توان برای ساخت فونداسیون ها، طبقات زیرین، بلوک های ساختمانی، دیوارها، گنبدها یا حتی طاق هایی که با پارچه ساختمانی تقویت می شوند، استفاده کرد.
بتن فوم دار معمولاً از دوغاب سیمان یا خاکستر بادی و ماسه و آب تشکیل شده است، اگرچه برخی از تامین کنندگان سیمان خالص و آب همراه با عامل کف کننده را برای مخلوط های بسیار سبک توصیه می کنند.این دوغاب بیشتر با یک فوم هوادهی مصنوعی در کارخانه اختلاط بتن مخلوط می شود. فوم با استفاده از یک عامل کف کننده، مخلوط با آب و هوا از یک ژنراتور ایجاد می شود. عامل کف ساز باید قادر به تولید حباب های هوا با سطح پایداری بالا، مقاوم در برابر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی اختلاط، قرار دادن و سخت شدن باشد.
مخلوط فوم بتن ممکن است در قالب ها یا مستقیماً به عناصر سازه ای ریخته یا پمپ شود. فوم به دلیل رفتار تیکسوتروپیک حباب‌های فوم، دوغاب را قادر می‌سازد تا آزادانه جریان یابد و به راحتی در قالب یا قالب انتخابی ریخته شود. این ماده چسبناک به 24 ساعت برای جامد شدن نیاز دارد (یا اگر بخار با دمای 70 درجه سانتیگراد برای تسریع فرآیند پخت شود، به دو ساعت نیاز دارد). پس از جامد شدن، محصول تشکیل شده ممکن است از قالب خارج شود. یک کاربرد جدید در تولید فوم بتن، برش کیک های بتنی بزرگ به بلوک هایی با اندازه های مختلف توسط دستگاه برش با استفاده از سیم های فولادی مخصوص است. عمل برش قبل از خشک شدن کامل بتن انجام می شود.
فواید فوم بتن:
فوم بتن یک مصالح ساختمانی همه کاره با روش تولید ساده است که در مقایسه با بتن هوادهی اتوکلاو نسبتاً ارزان است. ترکیبات فوم بتن که از خاکستر بادی در مخلوط دوغاب استفاده می کنند هنوز هم ارزان تر هستند و اثرات زیست محیطی کمتری دارند. فوم بتن در انواع چگالی از 200 کیلوگرم بر متر مکعب تا 1600 کیلوگرم بر متر مکعب بسته به کاربرد تولید می شود.[1] محصولات با چگالی سبک تر ممکن است به اندازه های مختلف بریده شوند. در حالی که این محصول به عنوان فرمی از بتن در نظر گرفته می شود (با حباب های هوا که جایگزین سنگدانه ها می شود)، کیفیت بالای عایق حرارتی و صوتی آن، کاربرد بسیار متفاوتی نسبت به بتن معمولی دارد.
مواد تشکیل دهنده:
بتن فوم دار ترکیبی از سیمان، ماسه، آب و فوم پیش فوم شده است که اکثریت قریب به اتفاق بتن فوم دار حاوی سنگدانه های بزرگ نیست، بلکه فقط ماسه ریز دارد. بتن فوم دار بسیار سبک وزن فقط حاوی سیمان، آب و فوم است. مواد اولیه مورد استفاده برای تولید فوم بتن عبارتند از: چسباننده، سنگدانه ها، عامل کف کننده و آب. OPC با محتویات متفاوت از 300 تا 600 کیلوگرم بر متر مکعب استفاده می شود. با سخت شدن سریع، سیمان های آلومینا بالا را می توان برای کاهش زمان گیرش و بهبود استحکام اولیه استفاده کرد. جایگزینی جزئی سیمان با FA، GBS و سایر مواد ریز می تواند ساخته شود. SF را می توان برای بهبود مقاومت فشاری بتن اضافه کرد. با این حال، سازگاری این افزودنی ها با عوامل کف کننده باید مشخص شود. GGBS به بتن فوم شده یک قوام منسجم و تقریباً چسبنده می دهد. استفاده از FA تمایل دارد که مخلوط را روان تر کند. شرط اصلی در اینجا داشتن فوم پایدار است.
فقط از ماسه های ریز با اندازه ذرات تا 5 میلی متر استفاده می شود، زیرا سنگدانه های درشت تمایل به ته نشین شدن در مخلوط ملات سبک وزن دارند و باعث فروپاشی کف در هنگام اختلاط می شوند. شن و ماسه با چگالی بسیار کم با مدول ظرافت تقریباً 1.5 ترجیح داده می شود، از جمله آهک، کربنات کلسیم، گرد و غبار گرانیت بتن خرد شده، دانه های پلی استایرن منبسط شده، ریزدانه های متخلخل، خرده های لاستیکی، شیشه بازیافتی، و ماسه ریخته گری. سنگدانه های سبک مانند سنگدانه های و ورمیکولیت متخلخل نیز می توانند برای تولید بتن فوم دار استفاده شوند.
فوم پیش ساخته مخلوطی از عامل کف کننده، آب و هوا با چگالی 75 کیلوگرم بر متر مکعب است. افزودن فوم از پیش ساخته شده چگالی مخلوط را کاهش می دهد و عملکرد را افزایش می دهد. هر چه مقدار فوم اضافه شده بیشتر باشد، مواد حاصل سبک تر است. در تولید بتن فوم دار از دو نوع فوم مرطوب و فوم خشک استفاده می شود. فوم مرطوب با پاشیدن محلول کف کننده و آب روی یک توری ریز تولید می شود. فوم تولید شده در این حالت از نظر ظاهری مشابه فوم حمام حبابدار است و اندازه حباب آن بین 2 تا 5 میلی متر است. با این حال، فومی که اضافه می شود باید بدون فرو ریختن در حین پمپاژ، قرار دادن و پخت پایدار بماند. این عامل زمانی برجسته می شود که مقدار فوم بیشتر از 50 درصد مخلوط پایه باشد (یعنی برای چگالی تقریباً 1100 کیلوگرم بر متر مکعب). بتن فوم دار زیر این چگالی باید با دقت ساخته و استفاده شود. نسبت آب به سیمان معمولاً از 0.4 تا 0.8 متغیر است که بستگی به نسبت مخلوط و الزامات قوام دارد. هنگامی که از مواد بسیار ریز در مقادیر زیاد استفاده می شود، نیاز آب افزایش می یابد و مقاومت بتن فوم شده را کاهش می دهد. افزودنی‌های شیمیایی و شتاب‌دهنده‌ها را می‌توان در بتن فوم‌دار استفاده کرد، اما باید از تأثیر آنها بر پایداری فوم اطمینان حاصل شود. افزودن الیافی مانند الیاف پلی پروپیلن و پلی استر می تواند برای محدود کردن کرنش های انقباض پلاستیک و خشک کردن استفاده شود. اجزای تشکیل دهنده مخلوط پایه می توانند با مواد شیمیایی کف کننده خاصی واکنش نشان دهند که منجر به بی ثباتی مخلوط می شود.
