فوم بتن ، تولید کننده فوم بتن

ساخت فوم بتن (FC) با مخلوط کردن فوم در ملات انجام می‌شود. فوم با مخلوط سیمان، ماسه و آب ترکیب شده و در نتیجه شما به مخلوطی سبک‌تر از بتن عادی دست می‌یابید. وزن و چگالی که پس از این در مقاله به آن اشاره خواهیم کرد، (وزن در هر متر مکعب) بستگی به این دارد که چه مقدار فوم به ملات اضافه می‌شود. هر چه فوم بیشتری را به مخلوط اضافه کنیم علاوه بر سبک‌تر شدن، منجر به ضعیف‌تر شدن مخلوط هم می‌شود. مخلوط ایده‌آل حداقل 20 Mpa مقاومت با چگالی 1000 کیلوگرم بر متر مکعب را ایجاد می‌کند، اما بهترین نتیجه‌ای که در مطالعات یافت شده است 18 MPa و چگالی 1200 کیلوگرم بر متر مکعب بوده است. یک FC ساده و بدون مواد افزودنی معمولا در حدود 5-8 Mpa مقاومت را با چگالی 1000 کیلوگرم بر متر مکعب ارائه می‌دهد. ترکیبات دیگری برای ساخت فوم بتن در بازار وجود دارند که نتایج بهتر از این را ارائه می‌کنند.

مواردی که در ساخت فوم بتن تاثیر دارند

هرچه فوم بتن سبک‌تر باشد، عایق حرارتی بهتری خواهد بود. ترکیبی از مقاومت و میزان مطلوب عایق‌کاری، FC را به یک مصالح ساختمانی ایده‌آل تبدیل می‌کند. برای آشنایی با مزایا و معایب استفاده از فوم بتن به خواندن این مقاله ادامه دهید تا مطلع شوید که چرا فوم بتن یک مصالح ساختمانی ایده‌آل است

خواص فوم

هنگام استفاده از فوم و ایجاد فوم بتن، غالبا اهمیت آن برای ساخت FC نادیده گرفته می‌شود. اما این یک جنبه بسیار مهم فرآیند است و اگر به درستی انجام نشود، می‌تواند نتایج وحشتناکی در پی داشته باشد.

مشخصات فومی که فوم بتن باکیفیتی ایجاد می‌کند عبارتند از:

پایداری، فوم چه مدت حباب را درون خود نگه می‌دارد

این کار را می‌توان با ساخت مقداری فوم و قرار دادن آن درون لیوان آزمایش کرد و ماندگاری آن را قبل از مشاهده انقباض و در حالت مایع آزمایش کرد. قبل از این که FC به اندازه کافی برای حفظ فرم خود تنظیم شود، نباید فرو بپاشد.

اندازه حباب

حباب‌های کوچک قوی‌تر از حباب‌های بزرگ هستند، اندازه مطلوب بین 0.05 تا 1 میلی متر است و ترجیحا بهتر است اغلب آنها دارای اندازه مشابه باشند. حباب‌های بزرگ از تراکم ماده سیمانی می‌کاهد و مقاومت فوم بتن را کم می‌کند.

یکپارچگی و شکل حباب

حباب‌های بزرگ‌تر ابتدا در هنگام مخلوط کردن آن با ملات از بین می‌روند. هرچه اندازه حباب یکنواخت‌تر باشد، FC هم قوی‌تر خواهد بود. شکل مطلوب حباب یک کره گرد است. میزان مقاومت در برابر تغییر شکل آن به ماژول‌های سطحی و میزان کشش سطحی آن بستگی دارد. در صورتی که مواد تشکیل‌دهنده فوم با توجه به استانداردها با هم ترکیب شوند، اندازه حباب‌ها متناسب با نیاز خواهد بود.

اتصال حباب‌ها

در حالت ایده‌آل همه حباب‌ها هنگام مخلوط کردن در ملات باید از یکدیگر جدا شوند. پراکندگی حباب‌ها نیز در نتیجه کار تاثیرگذار خواهد بود.

تخریب حباب

حباب‌ها به دلیل واکنش با سایر مواد افزودنی و محصولات سیمانی که در مخلوط وجود دارند ممکن است از بین بروند. مخلوط کردن بیش از حد فوم بتن می‌تواند باعث از بین رفتن حباب‌ها شود. پمپ کردن فوم بتن در طول و ارتفاعات بالا می‌تواند حباب‌ها را از بین ببرد. توصیه‌هایی که سازنده عامل فوم ساز ارائه می‌دهد را بررسی کنید.

نکته مثبت بیش از حد مخلوط کردن و پمپاژ این است که ابتدا بزرگترین حباب‌ها از بین می‌روند. اندازه حباب همگن کوچک (0.5 میلی متر) باعث می‌شود FC قوی‌تری تولید شود. همیشه در هنگام اجرا، به ساختار فوم بتن توجه کنید تا نتیجه کار با اهداف اولیه تفاوتی نداشته باشد. با فوم بتن ایرانیان تماس بگیرید تا بهترین کیفیت محصولات را دریافت کنید.

برای ساخت فوم بتن باید از مصالحی استفاده کرد که با دیگر عناصر، ترکیب مناسبی ایجاد کنند. مصالح درشت دانه در این مورد قابل استفاده نیستند. به این دلیل که این مواد درون فوم سبک فرو می‌روند. این مصالح باعث تغییر در یکنواختی شده و در استحکام نهایی تاثیر زیادی خواهند داشت. برای این که ترکیب مناسبی ایجاد شود باید مواردی را رعایت کرد.

جزئیات اختلاط در هنگام ساخت فوم بتن

خصوصیات فوم بتن به عوامل زیر بستگی دارد:

حجم فوم، میزان سیمان موجود درون مخلوط، مواد پرکننده، سن

تاثیر نسبت آب به سیمان بر خلاف فوم و مقدار سیمان تاثیر بسیار کمی در خواص فوم بتن دارد. عوامل دیگر باعث تغییر در نتیجه کلی خواهد شد و بر خواص مخلوط تاثیرگذار خواهد بود.

خواص فوم بتن

خواص این نوع بتن در حالت تازه و سخت شده در زیر توضیح داده شده است. البته این خواص در محیط‌هایی با دمای بالا و پایین اندکی متفاوت خواهد بود.

ویژگی‌های ظاهری

مقایسه دقیق فوم تولید شده برای تولید این نوع از بتن شبیه به کف ریش تراش است. وقتی این مخلوط با ملات با مشخصات استاندارد مخلوط می‌شود، مخلوط نهایی شبیه به ماست یا میلک شیک خواهد بود.

خواص فوم بتن تازه

کارایی فوم بتن بسیار زیاد بوده و میزان اسلامپ آن در حدود 150 میلی‌متر است. آنها یک اثر پلاستیکی قوی دارند. این ویژگی فوم بتن باعث می‌شود که در اکثر برنامه‌های کاربردی مورد استفاده قرار بگیرند. هنگامی که جریان مخلوط برای مدت طولانی استاتیک بماند، دستیابی مجدد به حالت اولیه آن بسیار دشوار خواهد بود. فوم بتن در حالت تازه دارای ماهیت تیکوتروپیک است.

به دلیل داشتن مقدار هوای زیاد در ترکیبات فوم بتن و وزن سبک آن، احتمال فشار آوردن و تخریب دیوارهای نگهدارنده پایین خواهد بود و می‌توان از آن در هر محیطی که وزن یک مسئله اساسی است، استفاده کرد. هنگامی که دمای مخلوط افزایش می‌یابد، پر کنندگی مناسب و تماس با توجه به گسترش هوا انجام می‌شود و می‌توان انتظار نتیجه مطلوب را داشت.

اگر مقدار ماسه مورد استفاده در ساخت فوم بتن زیاد باشد یا از ماسه‌ای که دارای سنگدانه‌های درشت‌تر از مشخصات استاندارد است، استفاده شده باشد، احتمال جداسازی وجود خواهد داشت. این همچنین می‌تواند منجر به سقوط حباب شود که باعث کاهش حجم کلی و ساختار فوم می‌شود.

بهتر است که با احتیاط پمپاژ فوم بتن تازه را انجام دهید. سقوط آزاد و سرآزیر شدن آن از ارتفاع بالا، می‌تواند منجر به فروپاشی ساختار حباب‌های آن شود.

مزایای استفاده از فوم بتن

• مخلوط بتن فومی نشست نمی‌کند. به همین دلیل نیازی به فشرده سازی ندارد
• چون بتن سبک است، بار مرده ناشی از آن بسیار کم خواهد بود
• فوم بتن در حالت خیس از قوانین جریان آزاد تبعیت می‌کند. این خاصیت به پر کردن کامل حفره‌های خالی کمک می‌کند.
• سازه ساخته شده از فوم بتن دارای قابلیت پخش و توزیع بار بسیار خوبی خواهد بود 
• بتن فومی بارهای جانبی قابل توجهی را به سازه تحمیل نمی‌کند
• خاصیت جذب آب
• دستگاه‌های بچینگ برای ساخت فوم بتن به راحتی تولید می‌شوند، بنابراین بررسی و کنترل کیفیت به راحتی انجام می‌شود
• فوم بتن مقاومت بیشتری در برابر انجماد و ذوب شدن دارد
• کار با آن خطر کمی داشته و سریع‌تر به اتمام می‌رسد
• مقرون به صرفه، نیاز به نگهداری کمتر

معایب فوم بتن

معایب این نوع از بتن نسبت به مزایایی که دارد بسیار کمتر است. اما باید به این موارد نیز توجه کافی داشت تا در صورتی که الزامات سازه با این موارد همخوانی نداشته باشد، از انواع دیگر بتن استفاده شود.

• وجود آب در طرح اختلاط، فوم بتن را بسیار حساس می‌کند
• مشکل روکش
• زمان اختلاط طولانی‌تر است
• با افزایش چگالی، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی آن کاهش می‌یابد.

در این حالت، کامیون اختلاط مواد اولیه را به سایت منتقل می‌کند. از انتهای دیگر کامیون، فوم پیش ساخته به درون کامیون تزریق می‌شود به طوری که میکسر در حال چرخش است. بنابراین، می‌توان مقادیر کمی از فوم بتن را برای کارهای کوچک مانند کارهای تزریق یا پر کردن ترانشه تولید کرد.

این روش فوم بتن را با چگالی‌هایی در محدوده 300 تا 1200 کیلوگرم بر متر مکعب تولید می‌کند. ورودی فوم شامل 20 تا 60 درصد هوا خواهد بود. حجم نهایی فوم را می‌توان با کاهش مقدار سایر مواد اصلی محاسبه کرد. زیرا این کار در کامیون انجام می‌شود.

کنترل هوای پایدار و چگالی در این روش دشوار است. بنابراین، باید درجه‌ای از عملکرد بیش از حد مشخص و مجاز در نظر گرفته شود.

پس از تشکیل فوم، آن را باید با مخلوط ملات سیمانی با نسبت آب به سیمان 0.4 به 0.6 ترکیب کنیم. اگر ملات مرطوب باشد، کف ناپایدار خواهد بود. اگر خیلی خشک باشد، مخلوط کردن فوم دشوار خواهد بود.

تشکیل فوم بتن

تولید فوم بتن بسته به چگالی مورد نیاز متفاوت خواهد بود. به طور کلی، نوعی که تراکم کمتر از 600 کیلوگرم بر متر مکعب دارد از سیمان، کف، آب و مقداری افزودنی خاکستر روباره یا گرد و غبار آهکی تشکیل می‌شود.

برای دستیابی به تراکم بالاتر می‌توان از شن استفاده کرد. مخلوط پایه با نسبت 1: 1 تا 1: 3 برای فوم بتن سنگین‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اعداد نسبت سیمان پرکننده به پرتلند (CEM I) است.

برای چگالی‌های بیشتر، بیشتر از 1500 کیلوگرم بر متر مکعب باید از پرکننده و ماسه بیشتری استفاده کرد. برای کاهش چگالی، مقدار پرکننده باید کاهش یابد. توصیه می‌شود فوم بتن با چگالی کمتر از 600 کیلوگرم بر مترمکعب را  حذف کنید.

مواد مورد نیاز برای تولید فوم بتن

از این مواد می‌توان در ساخت و تولید بتن فومی استفاده کرد.

سیمان مورد استفاده برای فوم بتن

سیمان معمولی پرتلند معمولا مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما سیمان‌های زودگیر نیز را می‌توانید در صورت لزوم مورد استفاده قرار دهید. بتن فومی از طیف گسترده‌ای از سیمان و ترکیبات دیگر تشکیل می‌شود، به عنوان مثال 30 درصد سیمان، 60 درصد خاکستر روباره و 10 درصد سنگ آهک. محتوای سیمان از 300 تا 400 کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است.

شن مورد استفاده

حداکثر اندازه شن مورد استفاده 5 میلی متر است. استفاده از ماسه‌های ریزتر تا 2 میلی متر با توانایی عبور از الک‌های 600 میکرون از 60 تا 95? نیز توصیه می‌شود.

پوزولان‌ها

مواد سیمانی مکمل مانند خاکستر روباره و سرباره کوره انفجار نیز به طور گسترده‌ای در ساخت بتن فومی مورد استفاده قرار می‌گیرند. میزان خاکستر روباره مورد استفاده از 30 تا 70 درصد متغیر است. GGBFS سفید بین 10 تا 50 درصد متغیر است. این میزان سیمان مصرفی و اقتصادی را کاهش می‌دهد.

برای افزایش استحکام می‌توان از بخار سیلیس با میزان 10 درصد جرم استفاده کرد.

فوم

پروتئین‌های هیدرولیز شده یا سورفاکتانت‌های مصنوعی متداول‌ترین موادی هستند که فوم‌ها بر اساس آنها ساخته می‌شوند. مواد فومی مبتنی بر مواد مصنوعی راحت‌تر کنترل می‌شوند و ارزان‌تر هستند. آنها می‌توانند برای یک دوره طولانی‌تر ذخیره شوند.

برای تولید این فوم‌ها به انرژی کمتری نیاز خواهید داشت. فوم‌های بر پایه پروتئین پرهزینه بوده اما از مقاومت و کارایی بالایی برخوردار هستند. کف می‌تواند از دو نوع مختلف تشکیل شده باشد: کف مرطوب و کف خشک.

کف‌های مرطوب با چگالی کمتر از 100 کیلوگرم بر متر مکعب برای ساخت بتن فومی توصیه نمی‌شوند. آنها دارای یک ساختار حبابی بزرگ بسیار ناپایدار هستند. عامل فوم ساز و آب بر روی مش بندی اسپری می‌شود. این فرآیند نوعی از فوم را تولید می‌کند که دارای حباب‌هایی با ابعاد مختلف هستند که از 2 تا 5 میلی متر متغیر است.

فوم خشک در طبیعت بسیار پایدار است. محلول آب و عامل کف ساز با محدودیت‌هایی با اعمال فشار توسط کمپرسور هوا به درون محفظه اختلاط وارد می‌شوند. اندازه حباب‌های فوم تولید شده از فوم مرطوب کوچکتر است. آنها کمتر از 1 میلی متر هستند و ساختاری دارند که به طور مساوی چیده شده‌اند

فوم بتن نوعی بتن سبک است که از سیمان، شن و ماسه یا خاکستر روباره، آب و کف تولید می‌شود. این ماده به صورت دوغاب فوم یا ملات فوم عرضه می‌شود.

فوم بتن را می‌توان به عنوان ماده سیمانی تعریف کرد که حداقل از 20 درصد فوم تشکیل شده است و به صورت مکانیکی داخل ملات تزریق می‌شود. چگالی خشک بتن آن ممکن است از 300 تا 1600 کیلوگرم بر متر مکعب متغیر باشد. مقاومت فشاری بتن فومی در 28 روز تعیین می‌شود که از 0.2 تا 10 نیوتن بر میلی مترمربع متغیر است و می‌تواند بالاتر نیز برود.

فوم بتن با توجه به حجم هوایی که در آن قرار دارد با بتن هوادهی شده متمایز می‌شود. بتن هوادهی شده دارای 3 تا 8 درصد هوا است. درون سیستم‌های ملات هوادهی شده، 15 تا 22 درصد هوا وجود دارد. حباب‌های موجود درون بتن هوادهی شده با روش‌های شیمیایی تولید می‌شوند.

تاریخچه فوم بتن

فوم بتن قدمتی طولانی دارد و اولین بار در سال 1923 مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا به عنوان ماده عایق مورد استفاده قرار گرفت. پیشرفت‌های صورت گرفته در 20 سال گذشته در زمینه تجهیزات تولید و مصالح منجر به ساخت فوم‌های با کیفیت‌تر شده است که در تولید بتن‌های فوم در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تولید فوم بتن

تولید فوم بتن شامل رقیق کردن سورفاکتانت در آب است که از درون یک ژنراتور فومی عبور کرده و باعث تولید فوم پایدار می‌شود. فوم تولید شده در مخلوط ملات سیمانی یا هوادهی شده اضافه می‌شود تا این که چگالی مورد نیاز به دست بیاید.

از این سورفاکتانت‌ها در ساخت پرکننده‌های دارای چگالی کم نیز استفاده می‌شود. این مواد همچنین تحت عنوان مواد با مقاومت پایین کنترل شده (CLSM) شناخته می‌شوند. در اینجا، برای دستیابی به محتوای هوای 15 تا 25 درصدی، کف را مستقیما به درون مخلوط سیمان و ماسه غنی شده اضافه می‌کنیم.

این را باید در نظر داشته باشید که گاهی از پرکننده‌های دارای چگالی کم به عنوان بتن فومی تولید شده توسط برخی تولید کننده‌ها استفاده می‌شوند، بنابراین باید مراقب باشید که آنها را به جای یکدیگر مورد استفاده قرار ندهید.

دو روش اصلی برای تولید فوم بتن:

1. روش درون خطی 

2. روش پیش فومی

روش تولید درون خطی

مخلوط اصلی سیمان و ماسه به یک واحد اضافه می‌شود. در این واحد، مخلوط به طور کامل با کف مخلوط می‌شود. روند اختلاط با کنترل مناسب انجام می‌شود. این امر به مخلوط کردن مقادیر بیشتر کمک می‌کند. روش درون خطی شامل دو فرآیند است.

1. روش مرطوب با سیستم درون خطی

2. روش خشک با سیستم درون خطی

روش مرطوب

در سیستم درون خطی، مواد استفاده شده در روش مرطوب، به لحاظ ذاتی مرطوب‌تر خواهند بود. با کمک یک سری میکسرهای درون خطی استاتیک، مواد اصلی و فوم با هم مخلوط می‌شوند. از روش نظارت مداوم بر تراکم برای بررسی ترکیب کل مخلوط استفاده می‌شود.

حجم خروجی به چگالی بتن فومی بستگی دارد و به حجم کامیون مخلوط کننده بستگی ندارد. مواد اصلی به حجم 8 متر مکعب می‌تواند 35 مترمکعب بتن فومی با چگالی 500 کیلوگرم بر متر مکعب تولید کند.

روش خشک

در سیستم درون خطی، در این روش از مواد خشک استفاده می‌شود. آنها را داخل سیلوهای پردازنده می‌ریزند. از اینجا آنها به درستی وزن شده و با کمک میکسرهای موجود بر روی صفحه مخلوط می‌شوند. مواد پایه مخلوط شده در نهایت به درون محفظه اختلاط، پمپ می‌شوند.

در روش مرطوب تولید فوم بتن، کف اضافه شده و مخلوط می‌شود. در این روش مقدار زیادی آب برای مخلوط کردن استفاده می‌شود. 130 متر مکعب فوم بتن را می‌توان با اضافه کردن سیمان یا مخلوط خاکستر روباره تولید کرد.

ساخت و ساز با استفاده از بتن عایق مزایای مخصوص به خود را دارد که به تعدادی از آنها در مقاله قبل اشاره کردیم که عایق کاری مطلوب و هزینه اجرای مناسب از این مزایا هستند و در اینجا به ادامه موارد خواهیم پرداخت.

4. ICF‌ ها تنها محدود به پنجره‌ها و درب‌ها نیستند

برای بسیاری از سیستم‌های ساخته شده از مصالح بتن عایق یا ICF، در اتصال به چارچوب درب‌ها و پنجره‌ها دارای یک نقطه ضعف هستند. اغلب ساخت و سازها با استفاده از ICF نیاز به استفاده از چوب، وینیل یا فولاد برای ایجاد یک سطح مناسب برای نصب درب و پنجره و همچنین استفاده از بلوک‌های درزگیر، در محل حفره ایجاد شده دارند.

در حال حاضر سازندگان ICF مانند فوم بتن ایرانیان در سیستم‌های خود از سطوح عایق یکپارچه استفاده می‌کنند. هنگامی که یک دیوار از مصالح بتن عایق یا ICF ساخته می‌شود، سازندگان معمولا از چوب یا ونیل برای اتصال درب‌ها و پنجره‌ها استفاده می‌کنند. این بدان معنی است که فاصله‌ای بین فریم و دیوار ICF به وسیله این اجزاء پر می‌شود. این امر می‌تواند از نشت هوا در اطراف قاب جلوگیری کرده و هدر رفتن انرژی به حداقل رسیده و شرایط عایق کاری حفظ شود.

در صورت عایق کاری نکردن درزها در کنار درب‌ها و پنجره‌ها، این شکاف همچنین می‌تواند باعث نفوذ رطوبت شود، که در نهایت باعث تخریب قاب‌های چوبی، درب و پنجره‌ها می‌شود. سیستم‌های غیر فومی همچنین باعث کاهش عایق کاری می‌شوند، زیرا چوب یا فلز مانند فوم EPS عایق بندی نمی‌شود. چوب و فلز می‌توانند مانند پل‌های حرارتی یا انتقال دهنده گرما عمل کنند. چوب الوار همچنین ممکن است پیچیده شود و مشکلاتی برای نصب درب یا پنجره درون قاب ایجاد کند. بنابر این برای ساخت درب و پنجره از مواد عایق استفاده کنید تا بهره‌وری انرژی بالا رود.

یک سیستم ICF همراه با فوم، عایق کامل و یکپارچه‌ای را در اطراف بازشوها ایجاد می‌کند. این بدان معنی است که می‌تواند مانع از نفوذ هوا و رطوبت شود. این همچنین یک مانع برای هدر رفتن انرژی در سازه‌های ساخته شده از بتن یکپارچه در اطراف بازشوها با حداکثر مقاومت ایجاد می‌کند.

بیشتر نفوذ رطوبت در یک خانه می‌تواند در یک سطح بسیار کوچک، معمولا در نقاط اتصال در نزدیکی درب‌ها، پنجره‌ها، سقف‌ها و کف‌ها اتفاق بیفتد. برای دستیابی به مزایای کامل ساخت و ساز ICF، به دنبال یک سیستم باشید که به طور کامل یکپارچه بوده و قابلیت‌های عایق بندی و آب بندی در اطراف درب و پنجره را ارائه کنند.

5. ICF‌ ها می‌توانند در برابر طوفان‌ها مقاومت کنند

علاوه بر بهره‌وری انرژی، ICF‌ها همچنین انعطاف پذیری زیادی در ساختمان بوجود می‌آورند که در شرایط شدید آب و هوایی مانند طوفان و سیل مقاومت می‌کنند. بسیاری از خانه‌های جدید ICF شامل یک اتاق ایمن برای شرایط اضطراری هستند.

در اینجا چند موردی که ساخت و ساز ICF تفاوت‌ها را رقم می‌زند لیست شده است:

– مقاومت در برابر آتش: شرکت‌های بیمه‌ای می‌دانند که خانه‌های ساخته شده از بتن در برابر آتش مقاوم هستند و حق بیمه کاملی که برای این خانه‌ها ارائه می‌دهند، گویای این حقیقت است.

– مقاومت در برابر باد: خانه‌های ICF به گونه‌‌ای طراحی شده‌اند که در برابر باد‌های شدید مقاومت کنند و می‌توانند از آیین نامه‌های ساختمانی برای مناطق مستعد طوفان و گردبادها تبعیت کنند

ادامه