فوم بتن چیست؟

فوم بتن،یکی از مواد ساختمانی پرکاربرد است که در اوایل دهه ۱۹۲۰ تولید شده است. بتن سبک یا همان فوم بتن از سال ۱۹۲۳ میلادی در کشور‌هایی نظیر آمریکا، هلند و آلمان مورد توجه مهندسان قرار‌گرفت، اما توسعه وسیع آن در صنعت ساختمان‌سازی از سال ۱۹۸۰ میلادی صورت گرفت که اولین شرکتی که از آن به صورت انبوه استفاده کرد، شرکت Voton  با همکاری دانشگاه‌های آلمان و اروپا و شرکت Aning-Jonson  آمریکا بوده است.

اجرای فوم بتن اولین بار در ایران، در سال ۱۳۸۰خورشیدی وارد صنعت ساختمان شد، تقریبا چیزی در حدود ۷۸ سال پس از سایر کشورهای اروپایی و آمریکا، که این خود نشان‌دهنده این است، صنعت ساختمان نتوانسته همگام با دنیا خود را به روز کند.

سال ۱۳۸۰ با ساخت اولین کارخانه بلوک CLC، فوم بتن توانست راهی بازار ساختمان‌سازی ایران شود و سپس بعد از گذشت ۷ سال با طرح مسکن مهر توانست به استفاده انبوه در این صنعت برسد و استاندارد‌هایی مطابق با جهان را در سازمان مسکن و تحقیقات ثبت کند.

یکی از روش‌های کاهش چگالی بتن، ایجاد حفره‌های پایدار در خمیر یا ملات سیمان سخت شده است. حفره ها را می توان با گاز یا هوا تولید کرد. از آنجایی که یک عامل کف کننده هوا را وارد می کند، بتن تولید شده را فوم بتن می نامند.

فوم بتن اکثریت قریب به اتفاق بتن بدون سنگدانه های بزرگ، فقط ماسه ریز و با مواد بسیار سبک وزن حاوی سیمان، آب و فوم است. می توان آن را در مقایسه با بتن معمولی نسبتاً همگن در نظر گرفت، زیرا حاوی فاز سنگدانه درشت نیست. با این حال، خواص فوم بتن به ریزساختار و ترکیب بستگی دارد که تحت تأثیر نوع فوم مورد استفاده، روش های تهیه و عمل‌آوری فوم است. مزیت اصلی فوم بتن سبک بودن آن است که باعث صرفه جویی در دیوارهای طبقات پایین می شود. و پایه ها این دارای چندین مزیت است و از آنجایی که ماهیت متخلخل دارد، عایق حرارتی و صرفه جویی قابل توجهی در مواد ایجاد می کند. از کاربردهای مهم فوم بتن می توان به عناصر سازه ای، پارتیشن های غیر سازه ای و مواد عایق حرارتی اشاره کرد. سازندگان فوم بتن‌هایی را با چگالی‌های مختلف برای مطابقت با نیازهای فوق توسعه دادند و این محصولات در بازسازی ترانشه، تکیه‌گاه پل، پر کردن فضای خالی، عایق‌کاری سقف، زیرپایه جاده، ساخت دیوار، تونل‌سازی و غیره استفاده شدند.

این ماده به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد، مورد توجه کارفرمایان حوزه ساختمان، راه سازی و عمران قراره گرفته است و به سرعت به عنوان یک جایگزین مناسب برای سایر پر‌کننده‌های سنگین مانند پوکه های معدنی شناخته شد. فوم بتن نوعی بتن سبک است که از سیمان، ماسه یا خاکستر بادی، آب و فوم ساخته می شود. فوم بتن به صورت دوغاب فوم دار یا ملات فوم داراست. فوم بتن را می توان به عنوان یک ماده سیمانی تعریف کرد که حداقل ۶۰ درصد از فوم تشکیل شده است.چگالی خشک فوم بتن شده ممکن است از ۳۰۰ تا ۱۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب متغیر باشد. مقاومت فشاری بتن فوم که در ۲۸ روز تعیین می شود، از ۰٫۲ تا ۱۰ نیوتن بر میلی متر مربع است یا می تواند بالاتر رود.

فوم بتن از نظر حجم حباب‌های هوا شده می‌تواند ساختار‌های متفاوتی داشته باشد. حباب‌های موجود در فوم بتن می‌تواند ۳ تا ۸ درصد حجم بتن را اشغال کند. همچنین به دلیل درصد هوای وارد شده به آن میزان حباب‌های موجود از ۱۵ تا ۲۲ درصد متغییر است.

تولید فوم بتن در تهران شامل رقیق شدن سورفکتانت(فوم‌کفزا) در آب است که از طریق یک مولد فوم عبور داده می شود که فومی با فرم پایدار تولید می کند. فوم تولید شده به صورت مخلوط با ملات سیمانی یا دوغاب، به طوری که مقدار فوم دانسیته مورد نیاز تولید می شود. از این سورفکتانت ها در ساخت پرکننده های با چگالی کم نیز استفاده می شود. این مواد همچنین به عنوان مواد با مقاومت کم کنترل شده (CLSM) نامیده می شوند.

ترکیب فوم بتن باتوجه به چگالی مورد نیاز متفاوت است. به طور کلی، فوم بتن با چگالی کمتر از ۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، سیمان، فوم، آب و همچنین مقداری خاکستر بادی یا گرد و غبار سنگ آهک خواهد داشت. برای دستیابی به چگالی بالاتر برای فوم بتن ، می توان از شن و ماسه استفاده کرد. مخلوط پایه برای فوم بتن سنگین تر، که نسبت فوم به سیمان پرتلند (CEM I) است، ۱:۱ تا ۱:۳ است. برای چگالی بیشتر، مثلاً بیش از ۱۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، سیمان بیشتر و ماسه متوسط استفاده می شود. برای کاهش چگالی، مقدار سیمان باید کاهش یابد. به طور کلی فوم بتن با چگالی کمتر از ۶۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب توصیه می شود.

مواد مورد نیاز جهت ساختن فوم بتن به شرح زیر است:

1. سیمان

معمولاً از سیمان پرتلند معمولی استفاده می شود، اما در صورت لزوم می توان از سیمان با سخت شدن سریع نیز استفاده کرد. فوم بتن می تواند طیف وسیعی از سیمان و سایر ترکیبات را شامل شود، به عنوان مثال، ۳۰ درصد سیمان، ۶۰ درصد خاکستر بادی و سنگ آهک در ۱۰ درصد. محتوای سیمان بین ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

2. ماسه

حداکثر اندازه ماسه مورد استفاده می تواند ۵ میلی متر باشد. استفاده از ماسه های ریزتر تا ۲ میلی متر با مقدار عبور از الک ۶۰۰ میکرونی از ۶۰ تا ۹۵ درصد.

3. پزولان

مواد سیمانی تکمیلی مانند خاکستر بادی و سرباره کوره بلند دانه بندی شده به طور گسترده در ساخت فوم بتن استفاده شده است. مقدار خاکستر بادی استفاده شده بین ۳۰ تا ۷۰ درصد است. GGBFS سفید بین ۱۰ تا ۵۰ درصد است. این امر میزان مصرف سیمان را کاهش داده و به صرفه است. دود سیلیس را می توان برای افزایش استحکام اضافه کرد. به مقدار ۱۰ درصد جرمی.

4. فوم

پروتئین های هیدرولیز شده یا سورفکتانت های مصنوعی رایج ترین اشکالی هستند که بر اساس آنها فوم ساخته می شود. استفاده از مواد فوم مصنوعی ساده تر و ارزان تر است. آنها را می توان برای مدت طولانی تری ذخیره کرد. برای تولید این فوم ها به انرژی کمتری نیاز است. فوم های مبتنی بر پروتئین گران هستند اما از استحکام و عملکرد بالایی برخوردار هستند. فوم می تواند دو نوع باشد: فوم مرطوب و فوم خشک. فوم های مرطوب با چگالی کمتر از ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب برای ساخت فوم بتن توصیه نمی شود. آنها یک ساختار حباب بزرگ در مکان بسیار شل دارند. این فرآیند فومی تولید می کند که دارای حباب هایی با اندازه های ۲ تا ۵ میلی متر است. فوم خشک در طبیعت بسیار پایدار است. محلولی از آب و عامل کف‌ساز به دلیل محدودیت‌هایی که توسط هوای کمپرسور وارد محفظه اختلاط می‌شود، وارد می‌شود. فوم تولید شده دارای اندازه حباب است که کوچکتر از فوم مرطوب است. که کمتر از ۱ میلی متر است. اینها ساختاری از حباب ها را به وجود می آورند که به طور مساوی چیده شده اند.

5. سایر مواد و مصالح برای فوم بتن

سنگدانه درشت یا جایگزین دیگری درشت دانه‌ای نمی توان استفاده کرد. این به این دلیل است که این مواد در فوم سبک فرو می‌روند.

این ماده سبک، دارای مزایایی همچون عایق حرارتی و صوتی، سیالیت بالا(شکل پذیری و روان بودن)، مقاومت در برابر آتش، وزن مخصوص پایین آن نسبت به سایر مصالح مصرفی در صنعت ساختمان مورد استقبال قرار گرفته‌ است.

در حوزه صنعت ساختمان، فـوم بتن به عنوان یک مصالح ساختمانی روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می‌کند. این ماده ساختمانی با توجه به خصوصیات منحصر به فردی که در بالا به اختصار به آن‌ها اشاره شد، به عنوان جایگزین مناسب برای پوکه‌های معدنی و سایر پر‌کننده‌ها شناخته شده است.

فـوم بتن کیان با اجرای فـوم بتن انواع پروژه‌های مسکونی، تجاری، اداری، آموزشی تجربه کافی در امر کفسازی طبقات و شیب بندی پشت بام را بدست آورده است. همچنین این گروه در سال ۱۳۹۲ شروع به تحقیقاتی در زمینه ی اجرای پروژه‌هایی با عنوان “تزریق فـوم بتن” و یا “پرکننده بتن سبک” کرده است. تزریق فوم بتن در تهران اولین بار توسط این گروه در پروژه‌ای با هدف پر کردن بین درز انقطاع ساختمان و در پروژه‌ای دیگر با تزریق فوم بتن در دیوار حائل بین گودبرداری و خیابان اصلی اجرا شد. پس از این تجربه بزرگ که به پشتوانه توان متخصصین علمی و اجرایی این گروه صورت گرفت توانستیم در پروژه ملی با هدف پرکردن چاه‌های آب و فاضلاب شهر تهران خوش بدرخشیم و به عنوان یکی از قویترین مجری‌های پرکننده آب و فاضلاب از سوی انجمن بتن سبک سلولی ایران شناخته شویم. امروز نیز با همکاری شرکت تخصصی مترو تهران و قرارگاه خاتم الانبیاء دست به اجرای پروژه‌های بزرگی مانند تزریق فـوم بتن در مترو شهری و راهسازی نموده ایم.

با لطف و عنایت ایزدمنان توانستیم پس از ۱۰ سال تلاش بی وقفه و مجاهدانه و همچنین کادری متخصص و مجرب، نامی نیک در ذهن کارفرمایان از خود به جای بگذاریم.