فوم بتن ، توليدكننده فوم بتن

طراحي با فوم بتن

با وجود مسائل مربوط به رطوبت، فوم بتن داراي چندين مزيت است. دال‌هاي سبك ساخته شده از كامپوزيت بتني به طور ذاتي كارآمدتر از دال‌هاي كامپوزيت معمولي با ويژگي‌هاي سازه‌اي تقريبا يكسان و نقاط قوت طراحي هستند.

ضخامت دال بتني بر روي سازه فولادي به طور معمول به شرايط آتش سوزي وابسته است كه به تناسب نيازهاي مربوط به مقاومت كنترل مي‌شود.

فوم بتن نسبت به بتن معمولي نسبت به رسانايي حرارتي مقاوم‌تر بوده و ضريب انبساط حرارتي بيشتري دارد. مطابق ASTM E119، استانداردهاي آزمايش‌ها و مصالح مقاوم در برابر آتش، موسسه استاندارد ملي آمريكا (ANSI) و آزمايشگاه‌هاي تحت پوشش بيمه (UL) ليستي از حداقل ضخامت بتن مورد نياز براي رتبه بندي‌هاي مختلف آتش سوزي ارائه مي‌دهند.

استفاده از فوم بتن براي بتني كه داراي مقاومت دو ساعته در برابر آتش است موجب صرفه جويي حدود 38٪ در مقايسه با بتن معمولي مي‌شود. دال‌هاي سبك‌تر، مجموع جرم ساختمان، بارهاي لرزه‌اي موثر و بارهاي طراحي پايه را كاهش مي‌دهند و همچنين مي‌توانند در صورت تامين معيارهاي لرزه‌اي، عمق قاب مورد نياز فولادي را كاهش دهند.

دال‌هاي نازك‌تر بدون عيب نيستند، اما اين عوامل به ندرت طراحي يك ساختمان تجاري معمولي را كنترل مي‌كنند. دال‌هاي نازك ساخته شده از فوم بتن داراي قابليت خمشي كمتري هستند، اما ظرفيت باربري هنوز هم براي پشتيباني از اغلب بارهاي طبقات تجاري كافي هستند.

ACI 318-08 نياز به ضريب كاهش 0.75 براي ظرفيت برشي فوم بتن دارند. با اين حال، در دال‌هاي كامپوزيت، طراحي اغلب توسط مقاومت خمشي كنترل مي‌شود. براي اكثر ساختمان‌ها، كاهش ظرفيت برشي توسط مزاياي كلي سيستم جبران مي‌شود.

هزينه‌هاي فوم بتن

آيا قيمت بتن‌هاي سبك خيلي گران‌تر از وزن بتن‌هاي معمولي است؟ بله و خير. براي اين كه دقيقا به اين سوال پاسخ دهيم، بايد در نظر بگيريد كه وزن بتن چه تاثيري بر هزينه‌هاي كلي سازه دارد. هزينه واحدهاي بتني سبك معمولا بالاتر از بتن‌هاي معمولي است، اما اين هزينه واحد معمولا تاثير بيشتري از ميزان كاهش حجم بتن و وزن فولاد براي سيستم ساختماني دارد.

براي مثال، يك ساختمان معمولي چند منظوره فولادي را در نظر بگيريد. ما يك ساختمان دو طبقه مقاوم در برابر آتش را با استفاده از عرشه فولادي كامپوزيت به عمق 2 اينچ و با فاصله 18 اينچ در نظر گرفتيم كه محدوده ” شرايط دو طرفه” را در حداكثر محدوده مجاز حفظ كند.

بارهاي وارده بر فوم بتن در عرشه كامپوزيت فولادي اجازه مي‌دهد كه عرشه قادر باشد دهانه‌هاي بيشتري را بين تكيه گاهها پوشش دهد و مي‌تواند به طور موثر تعداد تيرهاي تكيه گاهي فولادي و وزن قاب فولادي را كاهش دهد.

به گفته يك توليدكننده بتن، هزينه‌هاي بتن ريزي و تراز كردن فوم بتن و معمولي تفاوتي ندارد، اما هزينه واحد فوم بتن به علت هزينه‌هاي پردازش و حمل و نقل كلي از منابع غير محلي كمي گران‌تر است.

در اين مطالعه، ما هر دو قاب فولادي پيچيده و غير پيچيده را در نظر گرفتيم، اما تفاوت هزينه بين مقادير و هزينه بين سيستم‌هاي قاب مختلف ناچيز است. فرضيات عمومي ما شامل بار وارده 20 PSF، بار زنده 100 PSF و حداكثر خيز مجموع و خيز ناشي از بار زنده به ترتيب L / 240 و L / 360 است.

در حالي كه اغلب هزينه‌هاي واحد براي فوم بتن بيشتر است، وزن و هزينه قابل توجهي در ساخت عرشه‌هاي بتني بر روي عرشه فولادي صرفه جويي مي‌شود. در مقايسه با يك دال با وزن معمولي، دال‌هاي سبك ممكن است منجر به صرفه جويي در عمق قاب در هر طبقه شود، كه مي‌تواند در نهايت مقدار زيادي در فولاد مصرفي، پي‌ها و هزينه‌هاي روكش براي ساختمان‌هاي چند طبقه صرفه جويي كند.

اندركنش‌هاي سيستم كف با فوم بتن

سنگدانه‌هاي فوم بتن رطوبت بيشتري را در مقايسه با بتن‌هاي معمولي جذب، حفظ و آزاد مي‌كنند، بنابراين آيا استفاده از بتن معمولي به جاي فوم بتن باعث رفع مشكلات مربوط به رطوبت در خرابي كف مي‌شود؟ خير.

احتمالا براي سيستم‌هاي كفپوش مقاوم در برابر رطوبت، بدون توجه به اينكه آيا از بتن معمولي يا سبك استفاده مي‌كنيد، بايد از جذب كننده‌هاي رطوبت استفاده كنيد. در يك مطالعه كه در سال 2000 انجام شد، تحت شرايط هوا، دما و رطوبت نسبي كنترل شده، فوم بتن 183 روز براي رسيدن به مرحله انتشار بخار مرطوب نياز داشت (MVER)  3 پوند / 1000 فوت مربع / 24 ساعت. در مطالعه‌اي كه در سال 1998 كه تحت شرايط مشابه كنترل شده انجام شد، دال معمولي با ضخامت مشابه 46 روز طول مي‌كشد تا به همان مقدار MVER برسد.

در سال‌هاي 2007-2008، موسسه Expanded Shale، Clay and Slate (ESCSI) يك مطالعه در محيط‌هاي غير كنترل شده (شبيه آنچه كه در سايت‌هاي ساختماني وجود دارد) انجام دادند يافتند كه اگرچه دال‌هاي فوم بتن نياز به زمان بيشتري براي خشك شدن در مقايسه با بتن‌هاي معمولي دارند، تفاوت زمان خشك شدن كمتر از ميزان گزارش شده توسط آزمايشات قبلي است.

خب همه اين موارد به چه معناست؟ همانطور كه توسط ESCSI گزارش شده است، براي يك دال بتني (معمولي يا سبك) رسيدن به سطوح رطوبتي كه در حال حاضر توسط بسياري از توليد كنندگان سيستم‌هاي كف و استانداردهاي صنعتي مورد نياز است، بدون شرايط خشك شدن مناسب داخلي، بسيار دشوار است.