فوم بتن ، توليدكننده فوم بتن

ساخت فوم بتن (FC) با مخلوط كردن فوم در ملات انجام مي‌شود. فوم با مخلوط سيمان، ماسه و آب تركيب شده و در نتيجه شما به مخلوطي سبك‌تر از بتن عادي دست مي‌يابيد. وزن و چگالي كه پس از اين در مقاله به آن اشاره خواهيم كرد، (وزن در هر متر مكعب) بستگي به اين دارد كه چه مقدار فوم به ملات اضافه مي‌شود. هر چه فوم بيشتري را به مخلوط اضافه كنيم علاوه بر سبك‌تر شدن، منجر به ضعيف‌تر شدن مخلوط هم مي‌شود. مخلوط ايده‌آل حداقل 20 Mpa مقاومت با چگالي 1000 كيلوگرم بر متر مكعب را ايجاد مي‌كند، اما بهترين نتيجه‌اي كه در مطالعات يافت شده است 18 MPa و چگالي 1200 كيلوگرم بر متر مكعب بوده است. يك FC ساده و بدون مواد افزودني معمولا در حدود 5-8 Mpa مقاومت را با چگالي 1000 كيلوگرم بر متر مكعب ارائه مي‌دهد. تركيبات ديگري براي ساخت فوم بتن در بازار وجود دارند كه نتايج بهتر از اين را ارائه مي‌كنند.

مواردي كه در ساخت فوم بتن تاثير دارند

هرچه فوم بتن سبك‌تر باشد، عايق حرارتي بهتري خواهد بود. تركيبي از مقاومت و ميزان مطلوب عايق‌كاري، FC را به يك مصالح ساختماني ايده‌آل تبديل مي‌كند. براي آشنايي با مزايا و معايب استفاده از فوم بتن به خواندن اين مقاله ادامه دهيد تا مطلع شويد كه چرا فوم بتن يك مصالح ساختماني ايده‌آل است

خواص فوم

هنگام استفاده از فوم و ايجاد فوم بتن، غالبا اهميت آن براي ساخت FC ناديده گرفته مي‌شود. اما اين يك جنبه بسيار مهم فرآيند است و اگر به درستي انجام نشود، مي‌تواند نتايج وحشتناكي در پي داشته باشد.

مشخصات فومي كه فوم بتن باكيفيتي ايجاد مي‌كند عبارتند از:

پايداري، فوم چه مدت حباب را درون خود نگه مي‌دارد

اين كار را مي‌توان با ساخت مقداري فوم و قرار دادن آن درون ليوان آزمايش كرد و ماندگاري آن را قبل از مشاهده انقباض و در حالت مايع آزمايش كرد. قبل از اين كه FC به اندازه كافي براي حفظ فرم خود تنظيم شود، نبايد فرو بپاشد.

اندازه حباب

حباب‌هاي كوچك قوي‌تر از حباب‌هاي بزرگ هستند، اندازه مطلوب بين 0.05 تا 1 ميلي متر است و ترجيحا بهتر است اغلب آنها داراي اندازه مشابه باشند. حباب‌هاي بزرگ از تراكم ماده سيماني مي‌كاهد و مقاومت فوم بتن را كم مي‌كند.

يكپارچگي و شكل حباب

حباب‌هاي بزرگ‌تر ابتدا در هنگام مخلوط كردن آن با ملات از بين مي‌روند. هرچه اندازه حباب يكنواخت‌تر باشد، FC هم قوي‌تر خواهد بود. شكل مطلوب حباب يك كره گرد است. ميزان مقاومت در برابر تغيير شكل آن به ماژول‌هاي سطحي و ميزان كشش سطحي آن بستگي دارد. در صورتي كه مواد تشكيل‌دهنده فوم با توجه به استانداردها با هم تركيب شوند، اندازه حباب‌ها متناسب با نياز خواهد بود.

اتصال حباب‌ها

در حالت ايده‌آل همه حباب‌ها هنگام مخلوط كردن در ملات بايد از يكديگر جدا شوند. پراكندگي حباب‌ها نيز در نتيجه كار تاثيرگذار خواهد بود.

تخريب حباب

حباب‌ها به دليل واكنش با ساير مواد افزودني و محصولات سيماني كه در مخلوط وجود دارند ممكن است از بين بروند. مخلوط كردن بيش از حد فوم بتن مي‌تواند باعث از بين رفتن حباب‌ها شود. پمپ كردن فوم بتن در طول و ارتفاعات بالا مي‌تواند حباب‌ها را از بين ببرد. توصيه‌هايي كه سازنده عامل فوم ساز ارائه مي‌دهد را بررسي كنيد.

نكته مثبت بيش از حد مخلوط كردن و پمپاژ اين است كه ابتدا بزرگترين حباب‌ها از بين مي‌روند. اندازه حباب همگن كوچك (0.5 ميلي متر) باعث مي‌شود FC قوي‌تري توليد شود. هميشه در هنگام اجرا، به ساختار فوم بتن توجه كنيد تا نتيجه كار با اهداف اوليه تفاوتي نداشته باشد. با فوم بتن ايرانيان تماس بگيريد تا بهترين كيفيت محصولات را دريافت كنيد.

براي ساخت فوم بتن بايد از مصالحي استفاده كرد كه با ديگر عناصر، تركيب مناسبي ايجاد كنند. مصالح درشت دانه در اين مورد قابل استفاده نيستند. به اين دليل كه اين مواد درون فوم سبك فرو مي‌روند. اين مصالح باعث تغيير در يكنواختي شده و در استحكام نهايي تاثير زيادي خواهند داشت. براي اين كه تركيب مناسبي ايجاد شود بايد مواردي را رعايت كرد.

جزئيات اختلاط در هنگام ساخت فوم بتن

خصوصيات فوم بتن به عوامل زير بستگي دارد:

حجم فوم، ميزان سيمان موجود درون مخلوط، مواد پركننده، سن

تاثير نسبت آب به سيمان بر خلاف فوم و مقدار سيمان تاثير بسيار كمي در خواص فوم بتن دارد. عوامل ديگر باعث تغيير در نتيجه كلي خواهد شد و بر خواص مخلوط تاثيرگذار خواهد بود.

خواص فوم بتن

خواص اين نوع بتن در حالت تازه و سخت شده در زير توضيح داده شده است. البته اين خواص در محيط‌هايي با دماي بالا و پايين اندكي متفاوت خواهد بود.

ويژگي‌هاي ظاهري

مقايسه دقيق فوم توليد شده براي توليد اين نوع از بتن شبيه به كف ريش تراش است. وقتي اين مخلوط با ملات با مشخصات استاندارد مخلوط مي‌شود، مخلوط نهايي شبيه به ماست يا ميلك شيك خواهد بود.

خواص فوم بتن تازه

كارايي فوم بتن بسيار زياد بوده و ميزان اسلامپ آن در حدود 150 ميلي‌متر است. آنها يك اثر پلاستيكي قوي دارند. اين ويژگي فوم بتن باعث مي‌شود كه در اكثر برنامه‌هاي كاربردي مورد استفاده قرار بگيرند. هنگامي كه جريان مخلوط براي مدت طولاني استاتيك بماند، دستيابي مجدد به حالت اوليه آن بسيار دشوار خواهد بود. فوم بتن در حالت تازه داراي ماهيت تيكوتروپيك است.

به دليل داشتن مقدار هواي زياد در تركيبات فوم بتن و وزن سبك آن، احتمال فشار آوردن و تخريب ديوارهاي نگهدارنده پايين خواهد بود و مي‌توان از آن در هر محيطي كه وزن يك مسئله اساسي است، استفاده كرد. هنگامي كه دماي مخلوط افزايش مي‌يابد، پر كنندگي مناسب و تماس با توجه به گسترش هوا انجام مي‌شود و مي‌توان انتظار نتيجه مطلوب را داشت.

اگر مقدار ماسه مورد استفاده در ساخت فوم بتن زياد باشد يا از ماسه‌اي كه داراي سنگدانه‌هاي درشت‌تر از مشخصات استاندارد است، استفاده شده باشد، احتمال جداسازي وجود خواهد داشت. اين همچنين مي‌تواند منجر به سقوط حباب شود كه باعث كاهش حجم كلي و ساختار فوم مي‌شود.

بهتر است كه با احتياط پمپاژ فوم بتن تازه را انجام دهيد. سقوط آزاد و سرآزير شدن آن از ارتفاع بالا، مي‌تواند منجر به فروپاشي ساختار حباب‌هاي آن شود.

مزاياي استفاده از فوم بتن

• مخلوط بتن فومي نشست نمي‌كند. به همين دليل نيازي به فشرده سازي ندارد
• چون بتن سبك است، بار مرده ناشي از آن بسيار كم خواهد بود
• فوم بتن در حالت خيس از قوانين جريان آزاد تبعيت مي‌كند. اين خاصيت به پر كردن كامل حفره‌هاي خالي كمك مي‌كند.
• سازه ساخته شده از فوم بتن داراي قابليت پخش و توزيع بار بسيار خوبي خواهد بود 
• بتن فومي بارهاي جانبي قابل توجهي را به سازه تحميل نمي‌كند
• خاصيت جذب آب
• دستگاه‌هاي بچينگ براي ساخت فوم بتن به راحتي توليد مي‌شوند، بنابراين بررسي و كنترل كيفيت به راحتي انجام مي‌شود
• فوم بتن مقاومت بيشتري در برابر انجماد و ذوب شدن دارد
• كار با آن خطر كمي داشته و سريع‌تر به اتمام مي‌رسد
• مقرون به صرفه، نياز به نگهداري كمتر

معايب فوم بتن

معايب اين نوع از بتن نسبت به مزايايي كه دارد بسيار كمتر است. اما بايد به اين موارد نيز توجه كافي داشت تا در صورتي كه الزامات سازه با اين موارد همخواني نداشته باشد، از انواع ديگر بتن استفاده شود.

• وجود آب در طرح اختلاط، فوم بتن را بسيار حساس مي‌كند
• مشكل روكش
• زمان اختلاط طولاني‌تر است
• با افزايش چگالي، مقاومت فشاري و مقاومت خمشي آن كاهش مي‌يابد.

در اين حالت، كاميون اختلاط مواد اوليه را به سايت منتقل مي‌كند. از انتهاي ديگر كاميون، فوم پيش ساخته به درون كاميون تزريق مي‌شود به طوري كه ميكسر در حال چرخش است. بنابراين، مي‌توان مقادير كمي از فوم بتن را براي كارهاي كوچك مانند كارهاي تزريق يا پر كردن ترانشه توليد كرد.

اين روش فوم بتن را با چگالي‌هايي در محدوده 300 تا 1200 كيلوگرم بر متر مكعب توليد مي‌كند. ورودي فوم شامل 20 تا 60 درصد هوا خواهد بود. حجم نهايي فوم را مي‌توان با كاهش مقدار ساير مواد اصلي محاسبه كرد. زيرا اين كار در كاميون انجام مي‌شود.

كنترل هواي پايدار و چگالي در اين روش دشوار است. بنابراين، بايد درجه‌اي از عملكرد بيش از حد مشخص و مجاز در نظر گرفته شود.

پس از تشكيل فوم، آن را بايد با مخلوط ملات سيماني با نسبت آب به سيمان 0.4 به 0.6 تركيب كنيم. اگر ملات مرطوب باشد، كف ناپايدار خواهد بود. اگر خيلي خشك باشد، مخلوط كردن فوم دشوار خواهد بود.

تشكيل فوم بتن

توليد فوم بتن بسته به چگالي مورد نياز متفاوت خواهد بود. به طور كلي، نوعي كه تراكم كمتر از 600 كيلوگرم بر متر مكعب دارد از سيمان، كف، آب و مقداري افزودني خاكستر روباره يا گرد و غبار آهكي تشكيل مي‌شود.

براي دستيابي به تراكم بالاتر مي‌توان از شن استفاده كرد. مخلوط پايه با نسبت 1: 1 تا 1: 3 براي فوم بتن سنگين‌تر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين اعداد نسبت سيمان پركننده به پرتلند (CEM I) است.

براي چگالي‌هاي بيشتر، بيشتر از 1500 كيلوگرم بر متر مكعب بايد از پركننده و ماسه بيشتري استفاده كرد. براي كاهش چگالي، مقدار پركننده بايد كاهش يابد. توصيه مي‌شود فوم بتن با چگالي كمتر از 600 كيلوگرم بر مترمكعب را  حذف كنيد.

مواد مورد نياز براي توليد فوم بتن

از اين مواد مي‌توان در ساخت و توليد بتن فومي استفاده كرد.

سيمان مورد استفاده براي فوم بتن

سيمان معمولي پرتلند معمولا مورد استفاده قرار مي‌گيرد، اما سيمان‌هاي زودگير نيز را مي‌توانيد در صورت لزوم مورد استفاده قرار دهيد. بتن فومي از طيف گسترده‌اي از سيمان و تركيبات ديگر تشكيل مي‌شود، به عنوان مثال 30 درصد سيمان، 60 درصد خاكستر روباره و 10 درصد سنگ آهك. محتواي سيمان از 300 تا 400 كيلوگرم بر متر مكعب متغير است.

شن مورد استفاده

حداكثر اندازه شن مورد استفاده 5 ميلي متر است. استفاده از ماسه‌هاي ريزتر تا 2 ميلي متر با توانايي عبور از الك‌هاي 600 ميكرون از 60 تا 95٪ نيز توصيه مي‌شود.

پوزولان‌ها

مواد سيماني مكمل مانند خاكستر روباره و سرباره كوره انفجار نيز به طور گسترده‌اي در ساخت بتن فومي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. ميزان خاكستر روباره مورد استفاده از 30 تا 70 درصد متغير است. GGBFS سفيد بين 10 تا 50 درصد متغير است. اين ميزان سيمان مصرفي و اقتصادي را كاهش مي‌دهد.

براي افزايش استحكام مي‌توان از بخار سيليس با ميزان 10 درصد جرم استفاده كرد.

فوم

پروتئين‌هاي هيدروليز شده يا سورفاكتانت‌هاي مصنوعي متداول‌ترين موادي هستند كه فوم‌ها بر اساس آنها ساخته مي‌شوند. مواد فومي مبتني بر مواد مصنوعي راحت‌تر كنترل مي‌شوند و ارزان‌تر هستند. آنها مي‌توانند براي يك دوره طولاني‌تر ذخيره شوند.

براي توليد اين فوم‌ها به انرژي كمتري نياز خواهيد داشت. فوم‌هاي بر پايه پروتئين پرهزينه بوده اما از مقاومت و كارايي بالايي برخوردار هستند. كف مي‌تواند از دو نوع مختلف تشكيل شده باشد: كف مرطوب و كف خشك.

كف‌هاي مرطوب با چگالي كمتر از 100 كيلوگرم بر متر مكعب براي ساخت بتن فومي توصيه نمي‌شوند. آنها داراي يك ساختار حبابي بزرگ بسيار ناپايدار هستند. عامل فوم ساز و آب بر روي مش بندي اسپري مي‌شود. اين فرآيند نوعي از فوم را توليد مي‌كند كه داراي حباب‌هايي با ابعاد مختلف هستند كه از 2 تا 5 ميلي متر متغير است.

فوم خشك در طبيعت بسيار پايدار است. محلول آب و عامل كف ساز با محدوديت‌هايي با اعمال فشار توسط كمپرسور هوا به درون محفظه اختلاط وارد مي‌شوند. اندازه حباب‌هاي فوم توليد شده از فوم مرطوب كوچكتر است. آنها كمتر از 1 ميلي متر هستند و ساختاري دارند كه به طور مساوي چيده شده‌اند