فوم بتن چیست و چگونه باعث کاهش هزینه های ساختمان می شود؟
فوم بتن یکی از بزرگترین چالش های امروز صنعت ساختمان را تا حد زیادی برطرف کرده است. فوم بتن که چگالی بسیار کمتری نسبت به بتن معمولی دارد نقش موثری در کم کردن وزن ساختمان، به خصوص در بخش های غیر سازه ای دارد.
در این مطلب ما نگاهی به فوم بتن به عنوان یک پارامتر برای کاهش هزینه های ساختمان داشتیم که می توانید در ادامه مطلب آن را مطالعه کنید.
فوم بتن چیست؟
فوم بتن را در یک تعریف یک جمله ای می توان اینگونه تعریف کرد: بتن همراه با ماده کف ساز با پایه شیمیایی و پروتئین حیوانی را فوم بتن مینامند. در این نوع بتن علاوه بر خواص بتن های رایج در بازار، چند ویژگی مهم دیگر نیز مورد توجه است. از جمله این ویژگی ها وزن مخصوص کم، مقاومت فشاری بسیار بالا و مقاوم در برار حرارت و صوت است.
وزن کم فوم بتن مهم ترین ویژگی آن است. به صورتی که منجر به کاهش بارهای مرده ساختمان می شود. همین امر در صرفه جویی خاک برداری، میزان مصرفی بتن فوندانسیون و هم چنین کاهش بارهای زلزله می شود.
در پروژه های مختلف برای افزایش کارای فوم بتن طرح اختلاط و افزودنی های مورد نیاز آن با توجه به تجربیات و استاندارد های کشورهای آلمان انگلیس و آمریکا تنظیم می شود. البته تولید نهایی این نوع فوم بتن با توجه به نتایج آزمایش های مقاومت بر روی آنها انجام می شود.
برای تولید فوم بتن از ملات سیمان، ماسه، ملات فوم بتن، ماسه بادی و افزودنی های مجازی که برای این منظور آماده شده است استفاده می شود.
استفاده بهینه از فوم بتن یک راه حل بسیار ساده دارد، ابتدا برای کاربری مورد نظر وزن مخصوص و مقاومت فشاری آن در پروژه تعریف می شود. سپس بر اساس آن فوم بتن با ختلاط مناسب و و افزودنی های مورد نیاز بر اساس دستورالعمل ها و تجربیات قبلی تولید شده و و اصطلاحا فرموله می گردد.
فوم بتن و مزایای آن
- وزن موثر کم و کاهش نیروی زلزله
- کاهش هزینه های اجرا ساختمان نسب به روش سنتی تا 30 درصد
- کاهش زمان اجرای نسب به روش سنتی تا 6 برابر سرعت بالاتر
- عایق حرارتی به مقاومت بسیار بالا
- عایق صوتی
- مقاومت بسیار بالا در برابر آتش مستقیم
- حفاظت از تاسیسات کف ساختمان
- نفوذ ناپذیری در برابر آب
- قابلیت برش آسان برای اجرای تاسیسات
- پمپاژ فوم بتن تا ارتفاع 50 متری
- گزینه مناسب برای کاهش هزینه های انبوه سازان و بلندمرته سازان
صفر تا 100 تولید فوم بتن
فوم بتن تا آماده شدن به یک محصول قابل استفاده چند اقدام ساده دارد. سیمان و آب با توجه به چگالی مورد نیاز با مقداری مشخص در میکسر مخلوط می شود. ماده فوم به دست آمده در فوم ژنراتور دستگاه با آب مخلوط می شود. سپس با پمپ هوا از لوله های مخصوص که ساچمه های ریزی دارند با فشار عبور داده می شود. محصول به دست آمده کف است. کف به دست آمده در میکسر دوباره با سیمان و آب مخلوط می شود. در حین انجام این مرحله است که حباب های بسیار ریزی در ملات به وجود می آید. بعد به عمل آمدن فوم بتن را توسط پمپ به طبقات مختلف پمپاژ میکنند. حباب های هوا تا گیرایش بتن پایدار می ماند. وزن فوم بتن به پایداری همین حباب هازی ریز بستگی دارد.
عمل آوری فوم بتن
خواص مطلوب فوم بتن ارتباط مستقیم با عمل آوری مناسب آن در فرآیند تولید و سپس نگهداری آن در روز های اول دارد. یکی از مهمترین عوامل در رسیدن به این مهم آب دهی مناسب در روز های اول است. آب دهی حداقل دو بار در طول روزهای گرم تابستانی ضروری است. این عمل باعث کند شدن سرعت خشک شدن آب فوم بتن می شود تا از ترک های روی سطه بتن جلوگیری کند. البته این کار باعث می شود تا مقاومت بالاتری برای فوم بتن حاصل شود.
مشخصات مقاومتی فوم بتن
مقاومت فشاری
چگالی بتن، رطوبت بتن، مشخصات شیمیایی و مکانیکی اجزای تشکیل دهنده بتن، طرح احتلاط و سن بتن عواملی هستند که مقاومت فشاری فوم بتن متاثر از آنها است. رابطه بین مقاومت فشاری و چگالی وزن تحت تاثیر نسبت های اختلاط، ماده کف و آب و سیمان است. به گونه ای که ثبات در آنها می تواند منجر به توازن در رابطه مقاومت فشاری و چگالی فوم بتن شود. همچنین هر کدام از موارد ذکر شده با تغییر در مقدار آن ها، فوم بتن نهایی نیز دچار تغییرات اساسی می شود. روش های عمل آوری مناسب می تواند مقاومت فشاری را به طور قابل ملاحظه ای بالا ببرد. مخصوصا زمانی که عمل آوری با رطوبت انجام می پذیرد.
مقاومت کششی
مقاومت کششی بتن کفی یا فوم بتن بسته به روش عمل آوری معمولاً بالای 25/0 مقاومت فشاری بتن بوده و در لحظه گسیختگی دارای کرنش در 1/0 درصد میباشد.
بسته به نوع ماده فومی که در محصول استفاده شده و همچنین میزان سیمان، چگالی بتن و نوع سیمان فوم بتن مانند انواع دیگر بتن نیز دچار انقباض می شود که البته یک پدیده ذاتی در بتن کفی است. تا سن 28 روزگی فوم بتن حداکثر انقباض در بتن کفی به وجود می آید. البته بعد از آن، مقدار انقباظ را می توان چشم پوشی کرد. می توان با عمل آوری مناسب عدد انقباض را در فوم بتن تا0.1 محدود کرد. این در صورتی است که شرایط نگهداری در 28 روز اول کنترل شود.
عایق حرارتی و صوتی فوم بتن
تخلخل های موجود در فوم بتن این نوع بتن را تبدیل به یک عایق مناسب در برابر دو فاکتور صوت و حرارت تبدیل کرده است. ضریب بالا در جذب آکوستیک فوم بتن را به یک محصول قابل توجه و مناسب برای عایق کردن ساختمان در مقابل صوت تبدیل کرده است. این ویژگی فوم بتن می تواند باعث حذف صداهای اضافه و همچنین جلوگیری از ورود آن ها شود که اخیرا مورد توجه جدی مهندسین طراح ساختمان قرارگرفته است.
مقاومت در برابر حرارت فوم بتن رابطه عکس با کاهش چگالی بتن دارد به گونه ای که با کاهش چگالی بتن میزان مقاومت حرارتی افزایش پیدا میکند.
در فرآیند تولید فوم بتن خبری از روش های سنتی نیست. در فرآیند سنتی تولید و استفاده از بتن به علت استفاده از مصالح سنتی و روش دستی در پخش آن روی سطوح سرعت اجرای کار بسیار پایین است.
با یک حساب سرانگشتی به راحتی می توان حجم بتن استفاده شده در روش مکانیزه که برای تولید فوم بتن استفاده می شود و سرعت انجام کار را محاسبه کرد تا روی کاغذ هم برتری آن نسبت به روش سنتی اثبات شود.
در روش مکانیزه با توجه به شرایط کاری، متوسط تولید فوم بتن حدود 5 تا 7 میکسر با حجم 1 تا 1.5 متر مکعب تولید می شود. اگر برای یک شیفت کاری این موضوع را در نظر بگیریم، 40 تا 50 میکسر فوم بتن می شود تولید کرد. البته با تغیر ساعت کاری و بالا بردن آن می توان به حجم های بسیار بالاتری فوم بتن نیز دست یافت. این موضوع نیز باید در نظر گرفته شود که محصول به دست آماده در روش مکانیزه تولید فوم بتن، دست یابی به بتن یکنواخت و یک دست است.
دیگر مانند روش سنتی نیازی به روش های سخت و تهاجمی برای صاف کردن بتن نیست. به علت روان بودن فوم بتن با یک وسیله ساده مانند تی بلند می توان سطحش را صاف کرد.
البته این خصوصت روان بودن فوم بتن یک مزیت دیگر هم در روند ساخت ساختمان ایجاد میکند و آن پر کردن کلیه درزها، منفذهای کف و شیارهای ریز است. و همچنین به علت وجود حباب های ریزوروان بودن فوم بتن، مستقلا می تواند برای عایق بندی تاسیسات کف ساختمان بدون نیاز به ماهیچه کشی لوله استفاده شود.
بررسی سبک بودن فوم بتن در کف سازی
با جایگزینی فوم بتن به جای کفسازی های رایج و شیب بندی ها که عمدتا از پوکه و سیمان استفاده می شد، وزن مرده از 1000 به 400 کیلو در هر متر می رسد. در زمانی است که از فوم بتن با چگالی 400 استفاده شود. اگر این عدد به 500 برسد وزن موثر لرزه ای با کاهش 9 درصدی به 80 کیلو می رسد. همین امر باعث صرفه جویی 4 درصدی در میلگرد مصرفی نیز می شود.
از دیگر مزت های سبک سازی کف با فوم بتن افزایش 3 برابری عایق بودن حرارتی و صوتی است به علت وجود حباب های محبوس در فوم بتن است. که خود باعث صرفه جویی در مصرف انرژی خواهد شد. در هنگام بروز زلزله نیز با توجه به سبکی مصالح فوم بتن آوار خراب شده خسارت کمتری به لوازم و افراد داخل ساختمان وارد می کند.
جمع بندی
در کنار تمام امتیازاتی که فوم بتن دارد، در نگاه کلان و با تسهیلاتی که دولت و وزارت مسکن می تواند برای کشور تا حدود زیادی صرفه جویی مالی به همراه داشته باش. در مناطقی که دسترسی به خاک رس کم است، ساخت بلوک های سفالی و اجر امکان پذیر نیست. با توجه به هزینه های حمل و نقل قیمت تمام شده این محصولات تا 100 درصد افزایش پیدا می کند. حال اینکه در مناطقی مانند شمال و جنوب کشور منابع غنی و بسیار زیاد ماسه بادی وجود دارد. فراوانی این پارامتر می تواند موجب تولید مقرون به صرفه فوم بتن شود. از همین رو می توان با تولید فوم بتن به ساخت بلوک ها و پانل های بتنی اقدام کرد. این پانل ها از نظر اقتصادی مقرون به طرفه هستند و به کاهش قیمت تمام شده ساختمان کمک می کنند.
همچنین از فوم بتن در زیر سازی جاده های و پر کردن حفاری های انجام شده در خیابان ها به جای مصالح دانه ای می توان استفاده کرد. این مطلب خصوصا برای مناطقی که دسترسی کمی به مصلح دانه ای دارند قابل توجه است.