فوم بتن، بتنی سبک و متخلخل است که به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش، کاربردهای گسترده‌ای در صنعت ساختمان و عمران پیدا کرده است. انواع بتن با ترکیبات و ویژگی‌های مختلفی تولید می‌شوند که فوم بتن یکی از این انواع است و با استفاده از فناوری CLC در ایران معرفی شد.

این ماده، ترکیبی از سیمان، آب، کف (حداقل 20 درصد)، و در برخی موارد، شن، ماسه یا خاکستر بادی است. وجود کف در این بتن، ساختاری اسفنجی و عایق ایجاد می‌کند. در این مقاله، به بررسی جامع فوم بتن، شامل انواع، مزایا، معایب، روش‌های تولید، و کاربردهای آن می‌پردازیم.

انواع فوم بتن

فوم بتن را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی کرد:

انواع فوم بتن بر اساس چگالی:

1. فوم بتن سبک: چگالی 300 تا 600 کیلوگرم بر متر مکعب، مناسب برای عایق‌سازی صوتی و حرارتی و شیب‌بندی.
2. فوم بتن نیمه سنگین: چگالی 600 تا 1200 کیلوگرم بر متر مکعب، مناسب برای کف‌سازی و ساخت دیوارهای غیرباربر و بلوک‌های پیش‌ساخته.
3. فوم بتن سنگین: چگالی 1200 تا 1800 کیلوگرم بر متر مکعب، مناسب برای کاربردهای سازه‌ای با نیاز به استحکام بیشتر.

انواع فوم بتن بر اساس روش تولید:

1. فوم بتن مکانیکی: حباب هوا از طریق دستگاه‌های مکانیکی به مخلوط اضافه می‌شود.
2. فوم بتن شیمیایی: حباب‌های هوا از طریق واکنش‌های شیمیایی داخل مخلوط ایجاد می‌شوند.

انواع فوم بتن بر اساس جنس فوم:

1. فوم پروتئینی: فوم از مواد طبیعی (گیاهی یا حیوانی) ساخته شده و پایدارتر است.
2. فوم شیمیایی: از مواد شیمیایی ساخته شده و اقتصادی‌تر است.

مراحل ساخت و تولید فوم بتن

به نقل از سازه برتر ساخت فوم بتن شامل مراحل زیر است:

1. مخلوط کردن سیمان و آب (و افزودنی‌ها در صورت نیاز) در میکسر.
2. ترکیب ماده کف‌زا با آب و تزریق هوا با فشار به وسیله دستگاه تولید کف.
3. اضافه کردن فوم تولید شده به دوغاب سیمان و هم زدن یکنواخت.
4. ریختن مخلوط در قالب و عمل‌آوری مناسب (مرطوب نگه داشتن سطح بتن).

فوم بتن به دو روش تولید می‌شود:

1. تولید همزمان (Inline Mixing): مخلوط کردن مواد اولیه و فوم به صورت پیوسته در یک محفظه.
2. تولید فوم آماده (Pre-foaming Method): اضافه کردن فوم آماده به دوغاب سیمان در تراک میکسر.

ویژگی‌ها و شاخص‌های فنی فوم بتن

*   اسلامپ: 150 تا 300 میلی‌متر (روانی بالا).

*   عیار: معمولاً 300 تا 350 کیلوگرم بر متر مکعب.

*   طرح اختلاط: متغیر بر اساس مواد مصرفی (سیمان، ماسه، آب، فوم).

*   چگالی: 300 تا 1800 کیلوگرم بر متر مکعب.

*   مدت زمان خشک شدن: قابلیت راه رفتن پس از 24 تا 48 ساعت، کسب مقاومت نهایی پس از 7 تا 28 روز.

*   مقاومت فشاری: 0.2 تا 20 مگاپاسکال (مرتبط با چگالی).

*   مقاومت کششی: 0.05 تا 1.6 مگاپاسکال.

*   ضریب انتقال حرارت: 0.065 تا 0.43 وات بر متر-کلوین (عایق حرارتی خوب).

کاربردهای فوم بتن

*   شیب‌بندی بام

*   کف‌سازی طبقات

*   عایق‌بندی صوتی و حرارتی

*   ساخت دیوارهای جداکننده و قطعات پیش‌ساخته

*   استفاده در سازه نگهبان و فونداسیون

*   زیرسازی جاده‌ها و پر کردن فضاهای خالی

*   مقاوم‌سازی و ترمیم سازه‌ها

کاربرد فوم بتن در سقف و کف سازی

*   کاهش بار مرده: سبک بودن فوم بتن باعث کاهش وزن نهایی سقف و کاهش فشار به تیرها و ستون‌ها می‌شود.

*   عایق صوتی و حرارتی: فوم بتن به عنوان یک عایق حرارتی در مناطق گرم و سرد و به عنوان عایق صوتی در سقف‌های میان طبقات استفاده می‌شود.

*   شیب‌بندی سقف: سهولت اجرا و وزن کم، فوم بتن را برای شیب‌بندی سقف مناسب می‌سازد.

*   مقاومت در برابر آتش: مقاومت خوب در برابر آتش، فوم بتن را به گزینه‌ای رایج در سقف انبارها و مراکز صنعتی تبدیل کرده است.

*   سقف‌های پیش‌ساخته و مقاوم‌سازی: فوم بتن در سقف‌های پیش‌ساخته، ترمیم و مقاوم‌سازی سقف‌های قدیمی نیز کاربرد دارد.

مزایا و معایب فوم بتن

فوم بتن، به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، کاربرد گسترده‌ای در سقف و کف‌سازی ساختمان‌ها دارد. سبک بودن، عایق صوتی و حرارتی بودن، و سهولت اجرا، از جمله مزایایی هستند که فوم بتن را به یک انتخاب محبوب در صنعت ساختمان تبدیل کرده‌اند. این مصالح ساختمانی با کاهش وزن نهایی سقف و بار مرده، از وارد شدن فشار اضافی به سازه جلوگیری می‌کند.

مزایا:

*   وزن سبک: کاهش فشار به سازه‌های زیرین.

*   سهولت در اجرا: تسهیل و سرعت بخشیدن به پروژه.

*   عایق صوتی و حرارتی: جلوگیری از هدر رفتن انرژی.

*   مقاوم در برابر آتش: تولید گازهای سمی کمتر در صورت آتش‌سوزی.

*   نفوذپذیری بالا: مناسب برای مناطق نیازمند زهکشی.

*   کاهش هزینه: کاهش نیاز به تقویت سازه و نیروی کار.

*   مقاوم در برابر لرزش و شوک مکانیکی: مناسب برای مناطق زلزله‌خیز.

*   مقاوم در برابر فساد و قارچ‌ها: قابل استفاده در مناطق مرطوب.

*   قابل استفاده در پروژه‌های مقاوم‌سازی: مناسب برای ترمیم سازه‌های قدیمی.

*   انعطاف‌پذیری بالا در طراحی و اجرا: قابل استفاده در طرح‌ها و ابعاد متفاوت.

*   عمر و دوام خوب: نیاز به تعمیرات مکرر ندارد.

*   دوستدار محیط زیست: استفاده از مواد قابل بازیافت و پسماندهای صنعتی مانند خاکستر بادی.

*   روانی و کارایی بالا: پر کردن فضاهای خالی به راحتی.

معایب:

*   کاهش مقاومت فشاری با کاهش چگالی.

*   حساسیت در اختلاط.

*   زمان گیرش طولانی.

*   عدم مقاومت کافی در برابر ضربه.

*   مناسب نبودن برای سازه‌های سنگین.

*   کاربرد محدود برای اعضای باربر.

*   نیاز به تجهیزات خاص برای تولید.

*   عدم مقاومت کامل در برابر آب (ضد آب نیست).

*   نیاز به افزودنی‌های گران.

*   سخت بودن پرداخت سطح بتن.

تفاوت فوم بتن و پوکه بتن

سخن پایانی

فوم بتن به عنوان یک ماده ساختمانی سبک و عایق، کاربرد فراوانی در سقف و کف‌سازی دارد. مزایای آن شامل کاهش بار مرده، عایق‌بندی، و سهولت اجرا است، اما معایبی مانند حساسیت در اختلاط و مقاومت فشاری کمتر نیز دارد. فوم بتن در مقایسه با پوکه بتن، سبک‌تر و دارای خواص عایق‌بندی بهتری است، اما مقاومت فشاری کمتری دارد. انتخاب بین فوم بتن و پوکه بتن بستگی به نوع پروژه، نیازهای سازه، و شرایط محیطی دارد و باید با دیدگاه مهندسی صورت گیرد.