نگرشی بر بتن سبک (فوم بتن)

این نوع بتن پيش از جنگ جهاني دوم اختراع شد و گسترش يافت و بجاي بتن گازي مصرف مي‌شود. با يك روش ارزان و ساده مي‌توان در همه جا بتن كفي با وزن فضايي kg/m31600 - 600 ساخت. اين بتن از تركيب سيمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد هاي مختلـف (بسـته به نياز) تشــكيل مي شـود و مي توان از آن بصورت در جا و يا در قالبهاي مختلف استفاده نمود. ضمناًً هر گونه نازك كاري براحتي روي آن قابل اجراست و چسبندگي بسيار خوبي با سيمان و گچ دارد. بتن كفي در ساختن تيغه و ديوار سبك و شيب دادن بامهاي افقي و بارگذاري سبك، همچنين براي صدابندي و گرمابندي مصرف مي‌شود. بايد از اين روش در جاهايي مانند كنارة درياي مازندران، كنارة خليج فارس، خوزستان، كرمان، بلوچستان، كنارهاي كوير و جاهاي ديگر كه ماسه بادي فراوان است بهره‌گيري كرد. بتن كفي را مي‌توان به شكل آجر سبك و بلوك هم ريخت. با بتن كفي شن سبك هم ساخته مي‌شود. با توجه به اینکه این بتن در پروژه بعنوان بهترین نوع بتن سبک برای تولید در محدوده های غیر سازه ای، نیمه سازه ای و سازه ای انتخاب گردیده است

بتن فومی یکی از مواد مهندسی جدیدی است که کاربرد های گوناگون آن در مهندسی عمران روز بروز در حال افزایش است. امروزه محدوده مصرف این بتن از مصرف در ساختمان پا فراتر نهاده و در مصارف جدیدی از جمله در نگهداری معادن، راه سازی و پایدار سازی خاک راه یافته است. این نوع بتن پيش از جنگ جهاني دوم اختراع شد و گسترش يافت و امروزه بجاي بتن گازي مصرف مي‌شود. با يك روش ارزان و ساده مي‌توان در همه جا بتن كفي با وزن فضايي kg/m3 1600 - 400 ساخت. برای تولید این بتن نیازی به کارخانه بزرگ و امکانات زیاد مانند اتوکلاو (شرایط بخار در دمای بالا همراه با فشار) وجود ندارد. اين بتن از تركيب سيمان، ماسه، آب و فــوم (کف) با درصـد هاي مختلـف (بسـته به نياز) تشــكيل مي شـود و مي توان از آن بصورت در جا و يا در قالبهاي مختلف استفاده نمود. بتن کفی می تواند بخوبی به طبقات و یا فواصل دورتر پمپ شود. از این بتن می توان در تمام بخش های ساختمان استفاده نمود. ممکن است در کف ساختمان بعنوان ایزوله حرارتی و همچنین بعنوان پرکننده و یا شیب بندی از بتن کفی استفاده شود. بتن کفی در چگالی مناسب و در مقاومت لازم می تواند در قطعات بعنوان بتن مسلح نیز بکار رود. ضمناًً هر گونه نازك كاري براحتي روي آن قابل اجراست و چسبندگي بسيار خوبي با سيمان و گچ دارد. بتن كفي در ساختن تيغه و ديوار سبك و شيب دادن بامهاي افقي و بارگذاري سبك، همچنين براي صدابندي و گرمابندي مصرف مي‌شود. تولید این نوع بتن در جاهايي مانند كنارة درياي مازندران، كنارة خليج فارس، خوزستان، كرمان، بلوچستان، كنارهاي كوير و جاهاي ديگر كه ماسه بادي فراوان است بخوبی می تواند صورت پذیرد. بتن كفي را مي‌توان به شكل آجر سبك و بلوك هم ريخت. با بتن كفي پوکه سبك هم ساخته مي‌شود. 20 تا 70 درصد حجمی این بتن از هوا تشکیل شده است. وجود حباب های هوا مانند ساچمه هائی در داخل بتن بوده و اثری شبیه به مکانیزم بولبورینگ را باعث میگردد و بدین سان این بتن روانی بالائی را خواهد داشت. بتن کفی مناسب ترین نوع بتن برای مصرف بسیاری از محصولات جانبی و ضایعات کارخانجات (RAS) که بصورت پودری هستند و اثر مخربی بر مقاومت ندارند خواهد بود.

مواد خام مورد نیاز برای تولید بتن سبک کفی

مواد لازم برای تولید این بتن شبیه به بتن معمولی است و لازم است ماسه در دانه بندی مناسب انتخاب شود و فوم یا کف در سیستم فوم ژنراتور تولید و به میکسر مربوطه وارد شود. بنابر این می توان مواد لازم را شامل ماده کف کننده، سیمان، آب، مصالح و افزودنی ها دانست.

ماده کف کننده از مواد فعال سطحی بوده و به دو دسته طبیعی (پروتئینی) و مصنوعی تقسیم می شود. این مواد در گروه های آنیون – کاتیون (نمک های سدیم اسید های کربن و نفتالین) و فعال کاتیونی (آمین ها و فرآورده های آن) و غیر یونی (فرآورده هائی از الکل پلی اتیلن در انواع OP-7 و  OP-10) می باشند. مواد کف زا با محلول های یونی SSA به 5 گروه تقسیم می شوند که در جدول زیر آمده است.

مواد کف زا از ضایعات کشتارگاه ها، صنایع چرم سازی، صابون سازی و . . . نیز می توانند تولید شوند. این مواد نمی توانند به مدت طولانی انبار شوند و لازم است بصورت تازه مصرف شوند. مواد کف زای مصنوعی در شرایطی کنترل شده تولید و طول عمر بیشتری داشته و زمان نگهداری آنها می تواند طولانی تر باشد اما اغلب به دلیل وجود یون کلر برای بتن های مسلح نامناسب بوده و باعث خوردگی آرماتور می شوند. انتخاب ماده کف زا برای یک تولید خاص با توجه به ظرفیت تولید، روش اختلاط و شرایط محیطی می بایست انتخاب گردد.

مصالح مصرفی در تولید این بتن ماسه سیلیسی با دانه بندی مناسب است. برای چگالی های پائین لازم است این ماسه ریزدانه باشد بطوری که در چگالی های کمتر از 800 می بایست اندازه بزرگترین دانه ماسه از 2 میلی متر تجاوز ننماید. در چگالی های بالاتر می توان از دانه های با اندازه بیشتر و تا 4 میلی متر نیز استفاده نمود. لازم است الزامات استاندارد ASTM به شماره 77-8736 رعایت شود و حداکثر رس از 3 درصد تجاوز ننماید.

حباب های هوا در بتن کفی بسیار ریز و حداکثر 4/0 – 3/0 میلی متر است. این حباب ها از یکدیگر جدا و لذا تخلخل ایجاد شده در بتن بصورت تخلخل مسدود خواهد بود. این موضوع باعث می گردد تا جذب آب این بتن علی رغم تخلخل بسیار بالای آن در حد مناسبی و حتی کمتر از آجر باشد. بتن کفی می تواند در چگالی 200 تا 2000 کیلوگرم بر متر مکعب تولید شود.

در سه دهه گذشته فناوری تولید بتن کفی در آلمان توسعه زیادی یافته است. استفاده از خاکستر بادی که یک پوزولان فعال و از محصولات جانبی سوخت زغال سنگ است در بتن کفی در هند بخوبی گسترش یافته است و نتایج مناسبی را بدنبال داشته است. به این منظور خاکستر بادی 35 – 25 درصد از مواد جامدی مورد نیاز در طرح اختلاط را تشکیل می دهد. بتن کفی در چگالی های بالا در محدوده kg/m3 1800-1600 رفتار سازه ای داشته و می تواند تا مقاومت kg/cm2 250 را ایجاد نماید. این نوع بتن ها تحت عنوان بتن های سبک با مقاومت بالاشناخته می شوند. بتن های کفی کیفی  بر مبنای بکارگیری مصالح ویژه در طرح اختلاط می توانند مقاومت های فشاری بالائی را ایجاد نمایند. امروزه دستیابی به مقاومت Mpa 3/48-5/34 (psi  7000-5000) در چگالی  kg/m31522-1041 (lb/ft395-65) بخوبی حاصل گردیده است. این موضوع در بدنه اصلی پروژه حاضر مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه شده است. جدول زیر انواع طرح اختلاط برای بتن سبک کفی معمولی در چگالی های گوناگون را نشان می دهد. میزان مصرف فوم مایع با توجه به جنس آن ممکن است تغییر یابد.

مهمترین مزایای بتن کفی

دوام – بتن کفی تقریباً عمر نامحدوددی دارد و ماده ای است که با گذشت زمان دوام خود را حفظ می نماید. دوام این بتن مانند سنگ بوده و تجزیه نمی شود.

سبکی – این بتن ضمن آنکه سبک است می تواند در چگالی های گوناگون نیز تهیه و تولید شود.

مقاومت به آتش – این بتن بخوبی در مقابل آتش مقاوم است و در کاربردهای خاصی که نگرانی از آتش سوزی در آن وجود دارد می تواند عملکرد عالی داشته باشد. آزمایشات نشان داده اند که قرارگیری این بتن در معرض شعله با دمای بالا اثر مخربی بر آن نداشته و بر خلاف بتن های معمولی هیچگونه خردشدگی و تخریبی را بدنبال ندارد.