فرآيند توليد فوم بتن

بتن سبک بيشترين کاربرد را در صنعت ساختمان دارد. اکثر تحقيقات جاري بر روي بتن بر اساس مقاوم‌سازي آن متمرکز شده است، به نحوي که مصالح معدني بتواند نياز روز افزون صنعت ساختمان را هم از بابت مقاومت و هم هزينه تامين نمايد. مزيت بتن سبک در کاهش دانسيته و بهبود مشخصه‌هاي حرارتي و صوتي آن نهفته است. اين در شرايطي است که مقاومت فشاري لازم را نيز ايجاد نمايد. وزن کمتر بتن سبک مزاياي زيادي دارد که از جمله آن‌ها مي‌توان به کاهش بار مرده ساختمان و در نتيجه هزينه کمتر براي اسکلت فلزي اشاره نمود.
خواص فوق‌العاده بتن سبک

- کاهش وزن مرده ساختمان
- کاهش هزينه سرمايه‌گذاري در اسکلت فلزي
- کاهش هزينه ساخت و افزايش بهره‌وري
- مقاومت بسيار بالا در برابر آتش‌سوزي
- کاهش سرمايه‌گذاري تجهيزات برودتي و حرارتي
- کاهش مصرف انرژی
-کاهش قابل توجه آلودگي صوتي
- تکميل سريع‌تر پروژه‌ها و سازه‌ها

مشخصه‌هاي فوم

مايع : با رنگ تيره و با دانسيته (وزن مخصوص) 2%- + 1.13(در 15درجه سانتی‌گراد)
Ph 3% - + 7
قابليت انحلال در آب: بي‌نهايت
نقطه انجماد: حدود 15 درجه زير صفر
قابليت اشتعال : غير قابل اشتعال

ويژگي‌هاي شيميايي كف به نحوي است كه اثر نامناسبي در كيفيت بتن نخواهد گذاشت. تفاوت سيمان توليد شده با بتن معمولي در حباب‌هايي است كه توسط كف به صورت يوني در سرتاسر بتن ايجاد مي‌گردد.
حجم کف مصرفي (پس از انبساط ماده کف‌ساز) در هر متر مکعب از 310 ليتر تا 875 ليتر، بر اساس دانسيته مصرفي متغير مي‌باشد.
نوع سيمان
انواع سيمان توليدي كشور مي‌تواند براي توليد بتن سبک استفاده گردد ولي سيمان تيپ 2 (استاندارد) و بدون پوزولان نتيجه مناسب و بهتري خواهد داشت . تازگي سيمان مورد استفاده كه خواص آن از بين نرفته باشد بسيار داراي اهميت خواهد بود. علاوه بر اين براي توليد بتن سبک سفيد، سيمان سفيد موجود در داخل کشور کاملا ايده‌آل مي‌باشد.
ماسه
يكي از مصالح ساختماني به كار رفته در بتن ماسه مي‌باشد. اثر كيفيت ماسه در بتن سبك مانند بتن معمولي است. بديهي است هرچه ماسه تمیزتر باشد نتایج به دست‌آمده بهتر خواهد بود.
شاخصه‌هاي ماسه با درصد بالاي سيليس در بهبود كيفيت بتن سبك تعيين‌كننده است استفاده از ماسه رودخانه و ماسه شكسته در مقاومت فشار بتن اثر مي‌گذارد.
فوم بتن پوششي است جديد جهت مصارف مختلف در ساختمان كه به علت خواص فيزيكي منحصر به فرد خود بتني سبك و عايق با مقاومت لازم و كيفيت مطلوب نسبت به نوع استفاده از آن ارائه مي‌دهد . اين پوشش از تركيب سيمان، ماسه بادي (ماسه نرم)، آب و فوم (ماده شيميایي توليدكننده كف) تشكيل مي‌شود. ماده كف‌زا در ضمن اختلاط با آب در دستگاه مخصوص، با سرعت زيادي حباب هاي هوا را توليد و تثبيت نموده و كف حاصل كه كاملا پايدار مي‌باشد، ضمن اختلاط با ملات سيمان و ماسه بادي، در دستگاه مخلوط‌كن ويژه، خميري روان تشکيل مي‌دهد كه به صورت درجا در قالب‌هاي فلزي يا پلاستيكي قابل استفاده مي‌باشد.اين خمير پس از خشك شدن با توجه به درصد سيمان و ماسه بادي داراي وزن فضايي از 300 الي 1600 كيلوگرم بر متر مربع خواهد بود.
فوم بتن
تاريخچه فوم بتن
از سال 1923 ميلادي در كشور آمريكا، هلند و بعدها در كشور آلمان بتن سبك هوادار یاCellular Lightweight Concreteمورد توجه قرار گرفت. توسعه وسيع بتن سبك بنابر نيازمندي‌هاي وسيع آن در پروژه‌هاي بزرگ ساختماني از سال1980 آغاز گرديد و در اين سال شركت Votonبا همكاري دانشگاه‌هاي آلمان و اروپا و شركت Aning-Jonsonآمريكا استفاده از اين محصول را به صورت گسترده در جهان معرفي كرد. امروزه استفاده و به كارگيري بتن سبك يا فوم بتن به عنوان يك متريال سبك و مقرون به صرفه در كشورهاي مختلف رايج شده است. روسيه، آمريكا، آلمان، چين، روماني و ايتاليا از پيشگامان و از بزرگ‌ترين توليدکنندگان و مصرف‌كنندگان اين محصول مي‌باشد. فوم بتن در سال 1380 با ساخت كارخانه بلوكclc وارد بازار ايران شد و از چند سال بعد در كف‌سازي و شيب‌بندي بام در پروژه‌ها به كارگرفته شد. ولي اسقبال گسترده آن از سال 1387 با آشنايي بيشتر مسكن‌سازان با اين محصول و به وجود آمدن شركت‌هاي متعدد فوم بتن رونق گرفت و در حال حاضر با توجه به تعريف زمان‌بندي براي پروژه‌ها، استفاده از اين محصول نمود و ضرورت بيشتري پيدا كرده است.
روش توليد فوم بتن
براي توليد فوم بتن، ابتدا سيمان و آب با در نظر گرفتن مقدار مشخص شده جهت چگالي مورد نظر با هم در ميكسر دستگاه مخلوط مي‌شوند، سپس ماده فوم در فوم ژنراتور دستگاه با آب مخلوط شده و توسط پمپ هوا از لوله مخصوص كه داراي ساچمه‌هاي ريز مي‌باشد با فشار عبور داده مي‌شود. اين عمل باعث به دست آمدن كف مي‌شود و كف حاصل در ميكسر با ملات سيمان و آب مخلوط مي‌شود که در حين اختلاط حباب‌هاي بسيار ريز در سرتاسر ملات به وجود مي‌آيد و بعد از عمل آمدن، توسط پمپ به طبقات پمپاژ و روي سطح ريخته مي‌شود. خاصيت فوم اين است كه حباب‌هاي هوا را تا گيرايش بتن در ملات پايدار نگه‌دارد. وزن بتن حاصله به پايداري اين حباب‌ها بستگي دارد.
نقش فوم بتن در عايق‌بندي حرارتي ساختمان
نظر به تحقيقات بسياري كه در سطح دنيا در جهت عايق‌بندي جدارهاي ساختمان صورت گرفته بهترين گزينه انتخاب مصالح مرغوب ساختماني در جدارهاي خارجی بوده است و با توجه به استانداردهاي مختلف ساختماني، بلوك‌هاي بتن سبك هوادار (بلوك‌هاي فوم بتن) و سيستم‌هاي ساندويچي فوم بتن، اغلب استانداردها را در خود جمع و در عين حال عايق‌بندي حرارتي ساختمان را عملي مي‌سازد. لازم به ذكر است كه فوم بتن به صورت قطعات پيش‌ساخته و يا بتن تر در كليه جدارهاي خارجي ساختمان (ديوار، سقف، كف) قابل اجرا بوده و با رعايت دانسيته و ضريب انتقال حرارتي مورد نظر ضخامت لازم پيش‌بيني و در هر شكل به اجرا مي‌رسد. در مقايسه مصالح ساخته شده با فوم بتن  و ديگر مصالح موجود در بازار ايران (بلوك سفالي، آجرفشاري، بلوك‌هاي سيپوركس و هپلكس) به اين نتيجه مي‌رسيم كه مرغوب‌ترين مصالح ساختماني با بتن سبك هوادار به دلیل دسترسي به دانسيته و مقاومت‌هاي مختلف ساخته مي‌شود و در حال حاضر در سطح دنيا فوم بتن به عنوان بتن آينده جهان مطرح مي‌باشد.
مشخصات مقاومتي فوم بتن
مقاومت فشاري:
مقاومت فشاري بتن كفي تحت تاثير عوامل متعددي نظير چگالي بتن، سن بتن، رطوبت بتن، مشخصات شيميايي و مكانيكي اجزاي تشكيل دهنده بتن و نسبت‌هاي اختلاط آن‌ها دارد. در صورتي‌كه بتوان نسبت‌هاي اختلاط، سيمان آب و ماده كف را ثابت كرد مي‌توان به رابطه‌اي بين مقاومت فشاري و چگالي وزن بتن دست يافت. البته شايان ذكر است كه تغيير در فاكتورهاي فوق روابط را دچار تغيير مي‌كند. مقاومت فشاري را به طور قابل ملاحظه‌اي مي‌توان به كمك روش‌هاي عمل‌آوري بالا برد. عمل‌آوري با رطوبت تاثير عميقي در افزايش مقاومت فشاري دارد.
مقاومت كششي:
مقاومت كششي بتن كفي بسته به روش عمل‌آوري معمولا بالای 25% مقاومت فشاري بتن بوده و در لحظه گسيختگي داراي كرنش در 1% مي‌باشد.
اجزای بتن کفی:
مواد پايه در ساخت بتن كفي عبارتند از سيمان، آب و كف حاصل از يك ماده كف زا.براي توليد كف معمولا از ماده‌اي به نام فوم استفاده مي‌شود. اين ماده ابتدا با آب رقيق شده و سپس در محفظه‌اي به كمك فشار ناشي از كمپرس هوا يا در اثر هم‌زدن سريع، تبديل به كفي مي‌شود كه در آن حباب‌هايي با قطر در حد ميلي‌متر و كمتر توليد شده‌اند.
براي توليد كفي پايدار در ساختار داخلي ماده كف‌زا و يا به طور مستقل يك ماده پايداركننده كف استفاده مي‌شود تا حباب‌هاي توليد شده پايدار شوند. منظور از پايدار شدن حباب‌ها اين است كه حباب‌ها در اثر جابه‌جايي و اختلاط، شكل خود را حفظ نمايند و اصطلاحا كف نخوابد. معمولا كف پايدار حاصل، خامه‌اي شكل مي‌باشد.
مواد كف زا (فوم) را مي‌توان به لحاظ ساختاري در دو كلاس طبقه‌بندي كرد كه شامل مواد بر پايه پروتئين حيواني (فوم پروتيئنه) و مواد كف‌زاي شيميايي (فوم شيميايي) مي‌باشند. معمولا كف حاصل از مواد بر پايه پروتئين به لحاظ حجمي، كمتر و پايدارتر از كف حاصل از مواد شيميايي مي‌باشد (مواد شيميايي داراي وزن مخصوص كف حدود 40 گرم در ليتر با پايداري كف در حد كمتر از 2 ساعت و افزايش حجم حاصل از كف كردن حدود 25 برابر حجم اوليه مي‌باشند. اين در حاليست كه در مواد فوم پروتئينه با چگالي و پايداري كف 2 برابر بيشتر و حجم كف توليد شده حدود نصف مواد شيميايي مي‌باشند) تجربه نشان مي‌دهد كه مواد شيميايي براي ساخت بتن‌هاي با چگالي بالاي 1000مناسب‌اند. اين در حاليست كه از مواد پروتئيني در ساخت انواع بتن از چگالي 500 الي 1600 كيلوگرم برمتر مکعب مي‌توان استفاده كرد.
در اينجا بايد اين نكته را خاطر نشان كرد كه پايداري كف بايد تا حدي باشد كه بعد از فرآيند اختلاط كف با ملات سيماني و تا گيرايش اوليه مخلوط، كف پايداري خود را حفظ نمايد، در غير اين صورت، ساختاري كه با قرارگيري و توزيع حباب‌ها در داخل مخلوط ايجاد شده، در اثر از بين رفتن قسمتي از حباب‌ها قبل از گيرش اوليه سيمان، از هم پاشيده و در نتيجه وزن افزايش مي‌يابد.

کاربردهای متفاوت فوم بتن
1.   بلوک‌های غير باربر و پانل‌های جدا کننده يا يکپارچه
2.   شيب‌بندی پشت‌بام
3.   کف‌سازی طبقات
4.   پرکردن حفره و ترانشه‌ها در پروژه‌های عمرانی
5.   ساخت قطعات تزئينی
6.   عايق‌سازی تأسيسات حرارتی و برودتی

مزايای استفاده از فوم بتن

• مقاومت فوق‌العاده در مقابل آتش

مقاومت فوم بتن در برابرآتش فوق‌العاده مي‌باشد. به طور مثال قطعه‌اي از نوع فوم بتن با وزن فضايي 700 الي 800كيلوگرم برمتر مكعب كه حداقل 8 سانتي‌متر ضخامت داشته باشد به راحتي تا 1270درجه سانتي‌گراد دما را تحمل مي‌كند و اصولا در وزن‌هاي پايين غيرقابل احتراق است.

• ضد يخ‌زدگی و فرسايش

نظر به اينکه فوم بتن درقشرهای سطحی دارای تخلخل فراوان می‌باشد،در نتيجه شکاف‌های مويين و درزهای کمتری در سطح ايجاد می‌شود و اگر پوشش فوم بتن با ضخامت کافی مورد استفاده قرار گيرد در مقابل خطر نفوذ باران و رطوبت مقاومت مطلوبی خواهد داشت.

• مقاوم در برابر نفوذ رطوبت و آب

سبكي وزن با مقاومت مطلوب فوم بتن با توجه به نوع كاربرد آن. به طور كلي به لحاظ اقتصادي مخارج ساختمان را به ميزان قابل ملاحظه‌اي كاهش مي‌دهد. در نتيجه استفاده از آن وزن اسكلت و سقف كاهش يافته است و باعث كاهش مخارج فونداسيون و پي ساختمان مي‌گردد، كه با توجه به خواص فوق، با سبك‌تر بودن ساختمان نيروي زلزله خسارات كمتري را در صورت وقوع متوجه آن مي‌سازد.

• عايق بودن در مقابل گرما، سرما و صدا

فوم بتن به علت پايين بودن وزن مخصوص آن يک عايق موثر در مقابل گرما، سرما و صداست. ضريب انتقال موثر حرارتی فوم بتن در برابر گرما بین 0.065 تا 0.435 می‌باشد. (ضریب هدایت حرارتی بتن معمولی بین 1.3 تا 1.7 می‌باشد. ) استفاده از فوم بتن به عنوان عايق باعث صرفه‌جويی در استفاده از وسايل گرمازا و سرمازا می‌گردد . فوم بتن عايق مناسبی جهت صدا با ضريب زياد جذب آکوستيک به شمار می‌رود که در نتيجه به عنوان يک فاکتور رفاهی در جهت جلوگيری از ورود صداهای اضافی اخيرا مورد توجه طراحان قرار کرفته است.

• حذف ماهيچه‌كشي

ديگر نيازي به ماهيچه‌كشي و كروم‌بندي لوله‌ها نمي‌باشد.

• بهترين عايق براي تاسيسات

به علت وجود حباب‌هاي ريز، اين محصول مي‌تواند عايق لوله‌هايي كه از كف رد شده‌اند باشد و نيازي به ماهيچه‌كشي و كروم‌بندي لوله‌ها ندارد و آن‌ها را ايزوله مي‌نمايد.

• جلوگيري از شكستن لوله‌ها

حمل پوكه و رفت و‌آمد كارگران در طبقات، احتمال خسارت به لوله‌كشي‌هاي كف ساختمان را دارد. ولي در فوم بتن چون فوم با پمپ به طبقات ارسال مي‌شود نياز به هيچ‌گونه رفت وآمد نمي‌باشد.

پيشنهاداتي براي استفاده از بتن كفي

در مناطق شمالي و جنوبي كشورمان دسترسي به منابع خاك رس جهت ساخت آجر و بلوك‌هاي سفالي وجود ندارد و هزينه‌هاي حمل و نقل موجب افزايش قيمت تمام شده محصولات آجر و بلوك مي‌شود. اين در حاليست كه منابع ماسه بادي فراوان در اين مناطق وجود دارد. در اين مناطق مي‌توان با استفاده از بتن كفي اقدام به ساخت بلوك‌ها و پنل‌هاي بتني كرد كه به لحاظ اقتصادي كاملا به‌صرفه مي‌باشند . به عنوان مصالح بدون نشست نيز مي‌توان در پر كردن حفاري‌هاي انجام شده در خيابان‌ها، به جاي مصالح دانه‌اي، از اين مصالح استفاده كرد. همين امتياز اخير، عملكرد فوم بتن را در صورت استفاده در لايه‌هاي زير اساس راه، خصوصا در مناطقي كه دسترسي به منابع مصالح دانه‌اي مناسب وجود ندارد، تضمين مي‌كند. در كنار امتيازات فوق، با توجه به مقاومت بالاي اين نوع بتن در مقابل آتش‌سوزي ، مي‌توان از آن به عنوان مصالح نسوز نيز استفاده كرد.

شرکت فنی و مهندسی مارین سازه مفتخر است آمادگی خود را به منظور ارائه خدمات فنی و مهندسی ( طرح و اجرا ) در زمینه‌های مختلف مهندسی به شرح زیر در شهرهای تهران، کرج، هشتگرد، قزوین، سمنان، قم، قشم، کیش و سایر نقاط کشور اعلام نماید.
1.   طراحی، تولید، نصب و راه‌اندازی انواع اسکله‌های شناور بتنی در کاربری‌های متنوع و چند منظوره
2.   بهسازی لرزه‌ای و مقاوم‌ساز انواع سازه‌ها و ساختمان‌ها ( طرح و اجرا ) 
3.   طراحی و اجرای کلیه نقشه‌های معماری و سازه
4.   طراحی و اجرای سازه‌های خاص