blog

میزان مقاومت فوم بتن

بطور کلی محصولات بتنی از سه نوع مختلف سنگدانه، آب و سیمان تشکیل شده است و میزان استفاده هر یک از این مواد با توجه به نوع بتن مورد نیاز تعیین می شود و همچنین سیمان در بتن مرطوب نقش اتصال دارد و در بتن سخت حدود نیمی از مقاومت فشاری بتن را با نگه داشتن سنگدانه ها در کنار هم فراهم می سازد.

این مصالح همچنین در بتن مرطوب نقش عمده ای دارند و در بتن های سخت وظیفه فراهم سازی نیمی از مقاومت فشاری را نقش ایفا می کنند، آب وظیفه ایجاد سیال در فرآیند ساخت بتن را بر عهده دارد و در طی فرآیند هیدراتاسیون بتن با یک واکنش شیمیایی، سیمان به ماده سخت تبدیل می شود به طوری که سنگدانه ها توسط یک ماتریس سیمان در کنار هم قرار می گیرند. بنابراین مقاومت بتن فوم، همانطور که در قسمت اول نیز توضیح داده شد نوعی از بتن است که در آن از یک کف پایدار به جای سنگدانه ها برای دادن حجم به بتن مورد استفاده قرار می گیرد.

ویژگی های فوم بتن خوب

آب : آب آشامیدنی باید عاری از هرگونه آلودگی با مواد آلی، روغن و خاک باشد و در بهترین حالت می توان از آب آشامیدنی استفاده کرد و این آب را می توان با استفاده از لوله کشی شهری یا تانکرهای آب تأمین کرد، فقط باید بسیار مراقب باشید که آب تا زمان رسیدن به مرحله اختلاط از آلودگی همراه نباشد.

سیمان: برای تولید بتن فوم می توان از انواع سیمان استفاده کرد، اما بهترین راه برای تهیه بتن فوم سیمان پرتلند  نوع ۲ و است که در ذخیره سازی سیمان باید تمام اقدامات احتیاطی لازم صورت استفاده شود تا در معرض رطوبت قرار نگیرد و بسته های سیمانی در حین حمل پاره نشوند که علاوه بر این اگر سیمان فله ای استفاده می شود آن ها باید از طریق سیلوهای مشخص شده نگهداری کنید.

فوم: از ماده ای به نام فوم معمولا برای تولید فوم استفاده می شود و مایع ابتدا با آب رقیق می شود و سپس با استفاده از فشار تراکم هوا یا با همزن سریع در یک محفظه کف می شود، که در آن حباب هایی با قطر کمتر از میلی متر تولید می شوند.

این حباب ها برای تولید فوم پایدار در ساختار داخلی مواد کف کف یا به طور مستقل از مواد تثبیت کننده کف استفاده می شود تا حباب های تولید شده پایداری خود را حفظ کنند تا اینکه تنظیم اولیه بتن به شکلی باشد که  به اصطلاح کف مورد نظر دچار ریزش نشود کف پایدار معمولا کف پایداری که در این صورت به وجود می آید در نتیجه به شکل خامه ای ایجاد می شود و از این طریق مواد فوم را می توان از لحاظ ساختاری به دو دسته طبقه بندی کرد که در این قسمت به آن ها می پردازیم :

-مواد بر پایه پروتئین حیوانی (فوم پروتئینه)

-مواد کف‌زای شیمیایی

معمولا مقاومت فوم بتن حاوی پروتئین است که از نظر حجمی کوچکتر هستند اما نسبت به کف های شیمیایی پایدارتر هستند و مواد شیمیایی دارای پایداری کف کمتر از دو ساعت و افزایش حجم کف حدود ۲۵ برابر حجم اصلی هستند که در این حالت در مواد فوم پروتئین دو برابر پایدار و حجم فوم تولید شده تقریبا نیمی از مواد شیمیایی است البته برخی از شرکت ها از ترکیبی از مواد شیمیایی و پروتئین استفاده می کنند که در هر صورت  پایداری کف باید به گونه ای باشد که پس از فرآیند مخلوط کردن کف با ملات سیمانی و تا زمان تنظیم اولیه مخلوط کف  پایداری خود را حفظ کند.

فوم بتن چیست؟

به منظور افزایش مقاومت ساختمان ها از ملات سیمان و آب و ماسه که در نهایت بتن را بوجود می آورند استفاده میشود. به منظور کاهش چگالی بتن های معمول و سبک تر شدن وزن ساختمان از مواد کف ساز یا فوم های مخصوص استفاده شده و در نهایت با نام های مختلفی از قبیل فوم بتن (foamed concrete) و بتن سبک شناخته شده اند.

بتن تولید شده از فوم و مواد کف ساز ترکیبی از سیمان، ماسه و شن، مواد شیمیایی و کف ساز بر پایه پروتئین حیوانی می باشد که برای مصارف مختلف از قبیل سقف سازی و کف سازی و ساخت دیوار کاربرد دارد. این گروه از مصالح ساختمانی برای اولین بار در سال ۱۹۸۰ در صنعت ساختمان سازی و عمران مورد استفاده قرار گرفت و به مرور و در سال ۱۳۸۰ در ایران نیز تولید شد.

معمولا در ساختمان ها پس از تمام شدن کار اسکلت و دیواره چینی ، نصب کفپوش به روش های مختلفی انجام می شود که یکی از این روش ها استفاده از فوم بتن در تهران است .از جمله مهم ترین اهداف کف سازی ایجاد فضای مناسب برای نصب وسایل برای عبور از کف ساختمان است.

همچنین در ایجاد سطحی صاف و مناسب برای کف سازی باعث ایجاد لایه ای از عایق صدا و گرما و در آخر شیب است که معمولا از کف صنعتی یا معدنی در کف سازی ساختمان ها به بهترین حالت ممکن استفاده می شود.در برخی پروژه ها این مواد جای خود را به بقایای ساخت و ساز، خاک یا هر نوع ماده بی ارزش ممکن می دهند.

انواع فوم بتن

بتن های سبک را می توان بر اساس فاکتورهای مختلف دسته بندی نمود که از مهم ترین گروه بندی های شکل گرفته برای این مواد می توان به نوع مواد کف ساز و فوم های مورد استفاده در آنها اشاره نمود. بر همین اساس می توان انواع بتن سبک را به صورت زیر تعریف نمود:

فوم بتن گازی

اصلی ترین ویژگی این گروه از بتن های سبک، استفاده از آلومینیوم در فرایند تولید ملات بتن می باشد. لازم به ذکر است که آلومینیوم با هیدروکسید کلسیم واکنش شیمیایی انجام داده و باعث میشود تا مقدار قابل توجهی حباب هیدروژن بر اثر این واکنش ایجاد شود. با توجه به مقدار بسیار زیاد حباب های هیدروژن در این نوع بتن و افزایش حجم و انبساط آنها، به این مواد فوم بتن گازی گفته میشود. این گروه از بتن های سبک در صنعت ساختمان سازی کاربرد کمتری دارند.

فوم بتن کفی

از ویژگی ها و تفاوت های این گروه از فوم بتن ها با نوع گازی می توان به وجود حباب های هوا درون ملات بتن اشاره نمود که به کمک مواد کف ساز بوجود می آیند. با توجه به قیمت ارزان و همچنین فرآیند تولید آسان، فوم بتن های کفی بیشتر از نوع گازی در صنعت ساختمان سازی مورد استفاده قرار میگیرند. مواد کف سازی که برای تولید این نوع بتن سبک استفاده میشود از پروتئین های حیوانی از قبیل شاخ و سم حیوانات و ترکیب آنها با مواد شیمیایی بدست می آید.

ابزارهای مورد استفاده برای انجام فوم بتن در تهران :

در فوم بتن تهران که در بیشتر اوقات از کف پایدار به عنوان جایگزین سنگدانه استفاده می شود و به دلیل خصوصیات کف روانی این بتن در حد زیاد است که به مایع نیز تلقی می شود و همچنین از آنجا که بتنی که برای کف سازی مورد استفاده قرار می گیرد مایع بسیار روان است و برای جلوگیری از هدر رفتن بتن باید تمام سوراخ های کف را با ملات پر کنید.

برای تولید کف از مخلوطی از مواد مخصوص کف (کف مایع) و آب استفاده می شود. این دو ماده در یک ژنراتور کف تشکیل شده از همزن با هم مخلوط می شوند و چندین کپسول هوا و کف با دمیدن هوا به داخل این مخلوط تشکیل می شوند. کف به دلیل هوای فشرده، حباب های کوچک و محکم می شود، در میکسر فوم بتن مقدار دیگری آب و سیمان با هم مخلوط می شوند و کف حاصل به مخلوط آب و سیمان اضافه می شود و خوب مخلوط می شود.

مزایای فوم بتن

وزن ساختمانی که از بتن فوم استفاده می کند در مقایسه با وزن ساختمانی که از بتن معمولی ساخته شده است می تواند حدود ۳۵ درصد کاهش یابد که با استفاده از تجربه و دقت بیشتر در طراحی و استفاده بهینه از فوم بتن می توان وزن آن را تا ۵۰٪ کاهش داد.

در نتیجه با کاهش وزن ساختمان، نصف بار کاهش می یابد که از این طریق با کاهش بار ساختمان، کاهش ساختار سازه، ابعاد پایه و کاهش آرماتور مورد استفاده برای فنداسیون را خواهیم داشت و در نتیجه زمان اجرای پروژه کوتاه تر خواهد شد.

وزن سبک بتن امکان پمپاژ این بتن را به راحتی در طبقات بالاتر امکان پذیر می کند و در نتیجه موجب صرفه جویی در هزینه ها می شود، در حین استفاده از ساختمان و بهره برداری به دلیل عایق بندی حرارتی مناسب از بتن، پس انداز قابل توجهی در هزینه های مصرف انرژی (خنک کننده و گرمایش ساختمان) حاصل می شود و کاهش قابل توجهی در مصرف منابع ملی خواهیم داشت.

بررسی مزایا و معایب  فوم بتن

ایمنی سازه: این شامل توانایی کف بتن در مقاومت در برابر آسیب و محافظت ساکنان در برابر آتش، باد، زلزله و سیل است در میان این ها، مقاومت ذاتی فوم بتن در برابر باد های شدید، از جمله طوفان و گردباد از اهمیت بیشتری برخوردار است.

آسایش: اگرچه تا حدودی غیر معمول است، راحتی با موارد مهمی از جمله عایق در مقابل انتقال حرارت از دیوارها و سقف در خانه و راحتی یا ویژگی های صدا در خانه همراه است اما ساخت فوم بتن باعث کاهش صدا در مقایسه با روش های معمول ساخت خانه می شود و همچنین در مقابل انتقال دما عایق بندی می شود.

بهره وری انرژی: بهره وری انرژی به معنای حفظ توانایی زندگی در یک محیط داخلی مناسب (به عنوان مثال تهویه هوا یا گرمایش) با هزینه انرژی ماهانه کمتر است که در ساخت فوم بتن به طور کلی باعث افزایش راندمان انرژی در مقایسه با روش های استاندارد ساخت خانه می شود.

دوام: این عامل با توانایی ساخت و ساز یا مواد در مقابل مقاومت در برابر فرسایش، پوسیدگی، خوردگی، آلودگی به آفات و سایر اشکال تخریب همراه است که با گذشت زمان ممکن است رخ دهد. در حالی که بتن به دلیل مقاومت در برابر تخریب شناخته شده است، فوم بتن به اندازه کافی قوی و با دوام برای ساخت استاندارد ساختمان ها به همراه است.

در مرحله اول می خواهیم نحوه ساخت مایع فوم بتن را مورد بررسی قرار دهیم و در این خصوص  لورامید یکی از واسطه های صنایع شوینده است که در ضخامت کف مایع نقش ضخیم کننده و تثبیت کننده ایفا می کند.

برای سنتز ماده از “ککونات فنی دی اتانول آمید اسید” در حضور کاتالیزور استفاده شد در این طرح بهترین شرایط واکنش به دست می آید و اسید چرب دی اتانول آمید با استفاده از اسید چرب دی هانول آمید در اثر وجود کاتالیزور سدیم متیوکسی تولید می شود و همچنین لورامید که با نام تجاری اسید فسفریک اسید فتالیک دیو اتانول آمید است، نوعی ماده شوینده نانو است و خاصیت نرم کننده و امولسیون کننده ای دارد.

این یک سورفاکتانت غیر یونی با کف و مقاومت ویسکوزیته حتی در غلظت الکترولیت پایین است، یکی از ویژگی های منحصر به فرد، رنگ پایین آن ، بوی متیل استر و متانول نیست و در شیمی ، بتائین به هر ترکیب شیمیایی خنثی اطلاق می شود که شامل دو گروه کاربردی است:

یک گروه کاتیونی دارای بار مثبت و فاقد اتم هیدروژن و یک گروه کارکردی با بار منفی که ممکن است در مجاورت گروه کاتیونی نباشد.

موارد استفاده از مایع فوم بتن

مایع زرد شفاف عنصری از سورفاکتانتهای آمفیوتریک (خفیف ترین کلاس سورفاکتانت) است که حاوی حداقل ۲۸٪ ماده فعال کوکامیدوپروپیل بتائین است واین یک سورفاکتانت آمفوتریک خفیف است که به عنوان یک سورفاکتانت ثانویه مورد استفاده قرار می گیرد مایع فوم بتن را  تقویت می کند و ویسکوزیته را در کف مایع تنظیم می کند و می تواند با سورفاکتانت های آنیونی، کاتیونی و غیر یونی مخلوط شود.

این ماده شیمیایی شتاب دهنده تسریع کننده، پف کردن، حل کردن و کف کردن است که در مواد شوینده، صنایع غذایی و سورفاکتانت های آنیونی در تولید شامپو مورد استفاده قرار می گیرد، این ماده در بیشتر شوینده های تجاری مانند مواد پاک کننده مایع ظرفشویی و صنعتی (کف نمکی ، مواد شستشوی خودرو ، پاک کننده روغن) و در بیش از ۹۰٪ بهداشت بدن و پاک کننده هایی مانند خمیر دندان، صابون، شامپو، خامه و لوسیون به عنوان کف استفاده می شود.

همچنین پاک کردن مایع یکی از مواد اولیه آرایشی و دارویی است در همین ارتباط خواص شیمیایی که برای آن در نظر گرفته شده است این است که ماده با pH کاملا خنثی می تواند به راحتی در فرمول های رنگ مورد استفاده قرار گیرد و هیچ گونه تاثیری در گرانروی و سایر خصوصیات فرمول رنگ ساخته شده ندارد.