آيا فوم بتن هميشه مرطوب است؟ بخش يك

مزايا و معايب فوم بتن در ساخت و ساز ساختمان

اخيرا، فوم بتن به عنوان عامل اصلي خرابي‌هاي مرطوب در سيستم كفپوش شناخته شده است.

اگرچه تكنيك‌هاي ساخت و ساز سريع و تغييرات قوانين دولتي در توليد چسب‌هاي كفپوش نيز به وقوع اين مشكلات كمك كرده است، برخي منتقدان بر اين باورند كه پيامدهاي خرابي كف، بيشتر از مزاياي استفاده از فوم بتن وزن در پروژه‌ها است.

با توجه به اين موضوع، ارزيابي مزايا و معايب فوم بتن حائز اهميت شده است، اين امر نه تنها به دليل تعاملات آن با سيستم‌هاي كفپوش، بلكه همچنين تاثير آن روي جنبه‌هاي ساختمان مانند وزن فولاد، پي‌ها و امتيازهاي مربوط به مقاومت در برابر آتش مورد توجه قرار مي‌گيرد.

با وجود چالش‌هاي مربوط به رطوبت فوم بتن، دال‌هاي بتني سبكي كه به درستي طراحي و ساخته شده‌اند مزاياي متعددي را در مقايسه با دال‌هاي بتني معمولي مورد استفاده در پروژه‌ها دارا هستند.

فوم بتن چيست؟

فوم بتن چيز جديدي نيست. در طول قرن‌هاي پيشين در قالب‌هاي مختلف ارائه شده است. انواع مختلفي از فوم بتن وجود دارد. براي اهداف اين مقاله، ما تنها بتن‌هاي سبك سازه‌اي را در نظر مي‌گيريم: مخلوطي از سيمان پرتلند، آب، شن و ماسه و رس، رسوب، سنگدانه‌هاي درشت و يا پودر سنگ. در حاليكه مخلوط بتن معمولي وزني معادل 145 تا 155 pcf دارد، فوم بتن داراي وزن 110 تا 115 pcf مي‌باشد. فوم بتن سازه‌اي بطور معمول داراي مقاومت 28 روز فشاري بتن معمولي است.

تفاوت اصلي بين بتن‌هاي سبك و بتن‌هاي معمولي در كاربري‌هاي سازه‌اي، مصالح تشكيل دهنده و سنگدانه‌هاي آن است. سنگدانه‌هاي معمولي عمدتا از سنگ‌هاي خرد شده طبيعي تشكيل مي‌شوند، در حالي كه سنگدانه‌هاي فوم بتن با پردازش رس، شل يا پودر سنگ در يك كوره دوار با دماي 2000 درجه فارنهايت توليد مي‌شوند.

در اين دماها، سنگدانه‌ها گسترش يافته و يك شبكه متخلخل در اندازه‌هاي 5 تا 300 ميكرون (Chua، 2009) ايجاد مي‌كنند. اين شبكه متخلخل تراكم كمتري نسبت به مخلوط‌هاي معمولي دارد.

اگر چه مقاومت فشاري بتن به طور كلي با مقاومت فشاري سنگدانه‌هاي درشت آن ارتباط دارد، موسسه بتن آمريكا (ACI) 213R-03 گزارش مي‌دهد كه براي مقاومت‌هاي فشاري معمولي ساختمان، تا حدود 5،000 psi –  هيچ رابطه قابل اعتمادي بين مقاومت سنگدانه‌ها و مقاومت بتن وجود ندارد.

آب در مخلوط فوم بتن

استفاده از فوم بتن اغلب منجر به وقوع مشكلات مربوط به رطوبت مي‌شود، زيرا عمدتا داراي مقدار آب بسيار بالاتري نسبت به بتن معمولي هستند.

برخلاف سنگدانه‌هاي طبيعي كه تمايل به اشباع شدن تنها در سطوح خود دارند، شبكه‌هاي متخلخل سنگدانه‌ها آب زيادي را جذب و درون خود ذخيره مي‌كنند و به تدريج در طول زمان  آن را آزاد مي‌كنند.

براي درك چگونگي تاثير آب بر بتن، ما بايد بدانيم كه چگونه آب درون اين مخلوط واكنش نشان مي‌دهد. ACI 304.2، با بتن ريزي به روش پمپاژ، دو نوع آب را در فوم بتن در نظر مي‌گيرد: آب آزاد و آب جذب شده. آب آزاد بر حجم مخلوط، اسلامپ و كارآيي مخلوط و مقدار آب موجود در واكنش براي هيدراتاسيون سيمان تاثير مي‌گذارد. آب جذب شده نيز در سوراخهاي فوم بتن نگهداري مي‌شود.

در هنگام اختلاط، بخشي از آب آزاد به آب جذب شده تبديل مي‌شود، كه در نهايت باعث كاهش اسلامپ و مقدار آب موجود براي هيدراتاسيون مي‌شود.

علاوه بر اين، فشار پمپاژ، آب اضافي آزاد را به درون مخلوط فوم بتن متخلخل هدايت مي‌كند و باعث كاهش ميزان اسلامپ بين قيف پمپ و نقطه تخليه مي‌شود. براي كاهش مقدار آب جذب شده در مخلوط توسط سنگدانه‌هاي سبك ، توليد كنندگان بتن قبل از بتن ريزي فضاهاي خالي را پر مي‌كنند.

توليد كنندگان بتن اغلب از افزودني‌هاي كاهش دهنده آب استفاده مي‌كنند تا به كاهش مقدار كل آب مخلوط و به تبع آن مقدار آبي كه به طور بالقوه در طي زمان قالب را ترك مي‌كند، كمك كنند.

در بتن معمولي و فوم بتن، آبي كه در هيدراتاسيون ذرات سيمان مصرف نمي‌شود، به آرامي از طريق سطوح در معرض هوا تبخير مي‌شود و همانطور كه قبلا بحث شد، مي‌تواند مشكلاتي را براي كف ايجاد كند. تقريبا تمام مخلوط‌هاي بتن حاوي آب بيشتري نسبت به واكنش‌هاي هيدراتاسيون سيمان هستند، اما آب اضافي باعث مي‌شود كه بتن ريزي و تراز كردن سطح آن راحت‌تر شود.

پس از اينكه ملات سيمان سخت مي‌شود، واكنش هيدراتاسيون، هرچند با سرعت‌هاي پايين‌تر، در طول عمر بتن با تبخير آب اضافي آن ادامه مي‌يابد. در مخلوط‌هاي فوم بتن، مقداري از آب جذب شده خارج مي‌شود كه به هيدراتاسيون كامل سيمان در يك لايه در اطراف سنگدانه‌ها كمك مي‌كند، اما مقدار قابل توجهي آب جذب شده در منافذ وجود دارد كه در طول زمان تخليه مي‌شود.

با سرعت فزاينده ساخت و ساز، زمان خشك شدن بتن كاهش يافته است، زمان بين اتمام بتن ريزي و زماني كه مي‌توانيد سيستم كف را نصب كنيد، كه اغلب داراي اهميت زيادي در جدول زمان بندي پروژه است.

دال‌هاي ريخته شده بر روي عرشه‌هاي فولادي حساسيت بيشتري به زمان خشك شدن دارند، زيرا آب تنها مي‌تواند از طريق سطح بالاي دال تبخير شود.

به استثناي بعضي از تكنيك‌هايي كه بعدا در اين مقاله مورد بحث قرار خواهند گرفت، اقدامات نسبتا كمتري را مي‌توان بر روي مخلوط بتن به جز كاهش آب درون مخلوط استفاده كرد. ACI 302.2R-96 گزارش مي‌دهد كه “هيچ دليلي براي افزودن يا حذف هر گونه مصالح به استثناي افزودن فوم سيليس (به جاي بعضي سيمان پرتلند) براي كاهش زمان خشك شدن وجود ندارد.

اين گزارش مي‌گويد كه جايگزين كردن 5 تا 10 درصد سيمان پرتلند با فوم سيليس مي‌تواند زمان خشك شدن بتن را چندين هفته كاهش دهد. با اين حال، اين امر اغلب كمك كمتري به كاهش خشك شدن براي ساخت و ساز سريع مي‌كند.


ادامه مطلب
نوشته شده توسط mehdi | ۲۵ اسفند ۱۳۹۷ ساعت ۱۱:۵۱:۵۰ | آرشيو نظرات (0) :موضوع |

استفاده از فوم بتن قسمت سه

كاربردهاي ديگر استفاده از فوم بتن

فوم بتن داراي كاربردهاي متنوع در سازه‌هايي با كاربري مختلف است و كاربرد اين ماده را مي‌توان در بسياري از سازه‌ها مشاهده كرد.

زيربناي جاده با فوم بتن

فوم بتن مي‌تواند عمليات ساخت و ساز جاده‌اي را سبك‌تر كند. اين ماده كمك مي‌كند تا مشكل روش‌هاي ساخت سنتي جاده‌هاي سنگين كه داراي نشست هستند، به ويژه در مناطق با زمين نرم حل شود. با ساخت زيربناي جاده‌ها از مواد سبك مانند فوم بتن، وزن كلي سازه مي‌تواند به شدت كاهش يابد.

از آنجا كه دامنه استفاده از فوم بتن بسيار متنوع بوده و با طيف وسيعي از چگالي‌ها در دسترس است ثابت شده كه اين يك ماده ايده‌آل و مقرون به صرفه براي حل اين مشكل خواهد بود.

اين ماده خاصيت عايق داشته و در صورت استفاده از آن در زير بناي جاده‌ها از نفوذ رطوبت به سطح جلوگيري كرده و باعث خواهد شد دوام سطح جاده بالا رود كه هزينه‌هاي نگهداري را به ميزان قابل توجهي پايين خواهد آورد.

ساخت ديوار

فوم بتن را مي‌توان براي ساخت ديوارها در محل ساخت و ساز مورد استفاده قرار داد. اين مي‌تواند با استفاده از قالب‌هاي سنتي يا قالب‌هاي پلي استايرن توخالي ساخته شود.

اين يك روش ساخت سريع و ارزان با استفاده از عايق‌هاي حرارتي است. ديوار ساخته شده از فوم بتن فشرده با مقاومت 1200kg / m2 ، عايق حرارتي مشابهي با ديوار ساخته شده از بتن متراكم با 5 برابر ضخامت و ديوار ساخته شده از مصالح ديگر با 10 برابر ضخامت را به ارمغان مي‌آورد. كه مي‌تواند نقش موثري در كاهش مصرف انرژي داشته باشد.  

ساخت تونل

فوم بتن يك ماده ايده‌آل براي ساخت و تعمير تونل است. اين ماده هم براي پر كردن حفره‌هاي ايجاد شده در هنگام ساخت تونل و هم به هنگام ايجاد روكش براي پر كردن حفره‌هاي پشت تونل استفاده مي‌شود.

ساخت كف

فوم بتن ماده بسيار خوبي براي ساخت و ساز كف را ارائه مي‌دهد. اين ماده براي ساخت زير طبقه با سرعت زياد با قيمت ارزان بسيار مناسب است و مي‌تواند براي ساخت كف‌هاي مسطح و افزايش ارتفاع كف و همچنين براي عايق كاري استفاده شود. به راحتي شكل گرفته و تمامي شكاف‌ها را پر مي‌كند و مي‌توان به راحتي بر روي آن كف سازي را انجام داد.

بلوك‌هاي پيش ساخته سبك

روش سنتي ساخت بلوك‌هاي پيش ساخته سبك شامل افزودن پودر آلومينيوم به مخلوط ملات خيس و سپس اتوكلاو كردن آن است. اين روش به دليل آلودگي ناشي از آن محبوب نيست. فوم بتن يك جايگزين سازگار با محيط زيست است زيرا هيچگونه ماده آلاينده در توليد آن وجود ندارد و تمام مواد مورد استفاده غير خطرناك هستند. اين ماده وزن سبكي دارد كه آن را براي مصارف مختلف مناسب مي‌سازد.

كارهاي زيرساختي

فوم بتن مي‌تواند در انواع مختلف پروژه‌هاي زيرساختي استفاده شود، از جمله: ايجاد ثبات در خاك‌هاي زيرزميني پس از زمين لرزه، طرح‌هاي گسترش بزرگراه، احياء زمين و پر كردن بندرها.

از آنجا كه اين موارد در خاك نرم فرو نمي‌روند، توسعه مجدد آنها مي‌تواند خيلي سريع‌تر پس از شروع پروژه با استفاده از روش‌هاي سنتي انجام شود. به دلايل مشابه، اين ماده همچنين براي زيرساخت‌هاي جاده‌اي ايده‌آل است.

آتش خاموش كن

ويژگي‌هاي مقاومت در برابر آتش فوم بتن آنها را به يك ماده ايده‌آل براي مقابله با آتش در ساختمان‌هايي كه فضاهاي بزرگ بدون جداكننده دارند تبديل مي‌كند. اين ماده براي جلوگيري از نفوذ آتش به بخش خدماتي بين طبقه‌ها و سقف در ساخت و سازهاي مدرن و همچنين براي محافظت از طبقه‌هاي چوبي در خانه‌هاي قديمي استفاده مي‌شود.

عايق صوتي

فوم بتن موجب كاهش سر و صداي فضاي بيروني و يا ناشي از ضربه مي‌شود. بنابراين، اين يك ماده ايده‌آل براي ديوارهاي داخلي و كف‌هاي معلق در ساختمان‌هاي چند طبقه، به ويژه آنهايي است كه داراي استفاده‌هاي عمومي هستند، خواهد بود.


ادامه مطلب
نوشته شده توسط mehdi | ۱۵ اسفند ۱۳۹۷ ساعت ۰۳:۰۴:۰۳ | آرشيو نظرات (0) :موضوع |

استفاده از فوم بتن قسمت دو

فوم بتن كاربردهاي بسياري در ساخت و ساز دارد و داراي يك سري ويژگي‌هاي معمول براي عايق كاري سقف است. اين ماده داراي وزن كم و مقاومت بالايي بوده و از آن مي‌توان در بسياري از فضاها استفاده كرد. از اين ماده براي پوشش سقف در خانه‌ها و ساختمان‌هاي بزرگ به خاطر وزن كم آن، استفاده مي‌شود. در اينجا نمونه‌هايي از آنها نشان داده شده است:

استفاده از فوم بتن در كوله پل‌ها

فوم بتن به طور ويژه‌اي براي كوله پل‌ها مناسب است، زيرا بارهاي جانبي كمتري را به پل تحميل مي‌كند، كه مي‌تواند يكي از مشكلات استفاده از مواد دانه‌اي سنتي به حساب آيد. در كوله‌هاي سنتي، فشار جانبي زيادي بر ديوارهاي پل اعمال شده كه ناشي از مواد مورد استفاده و چگالي آنها است.

با استفاده از فوم بتن فومي فشار جانبي عملا از بين مي‌رود، بنابراين ديوارهاي پل نياز نيست خيلي ضخيم باشند. اين بدان معني است كه پايه‌هاي ديوار پل مي‌توانند سبك‌تر ساخته شوند. با كاهش ضخامت ديوارها و اندازه فونداسيون آنها صرفه جويي زيادي در هزينه‌ها رخ مي‌دهد. از طرف ديگر زمان ساخت هم پايين خواهد آمد.

كوله‌هاي سنتي همچنين به دليل تراكم مواد دانه‌اي و همچنين به دليل فرو ريختن كل سازه به درون زمين‌هاي نرم، اغلب نشست‌هاي قابل توجهي را تجربه مي‌كنند. اين دست نشست‌ها و فرورفتن در زمين، هزينه‌هاي تعمير و نگهداري زيادي را ايجاد مي‌كند.

هنگامي كه فوم بتن مورد استفاده قرار مي‌گيرد، هيچ گونه نشستي رخ نمي‌دهد و با تنظيم وزن كوله با انتخاب يك طراح اختلاط مناسب، ميزان فرورفتگي در زمين نيز كاهش مي‌يابد. در صورتي كه محاسبات به درستي انجام شده باشد در سازه هيچ نشستي رخ نمي‌دهد.

فوم بتن

فوم بتن براي بازسازي ترانشه

فوم بتن يك ماده ايده آل براي بازسازي ترانشه‌ها است (پر كردن ترانشه‌هايي كه در جاده‌ها حفاري مي‌شوند و براي جا گذاري لوله‌ها يا تعميرات مورد استفاده قرار مي‌گيرند).

روش‌هاي سنتي براي پر كردن ترانشه‌ها در جاده‌ها، با استفاده از مواد پركننده دانه‌اي است كه منجر به ايجاد نشست در جاده و به طور بالقوه آسيب رسيدن به لوله‌ها مي‌شود.

با استفاده از فوم بتن هيچ گونه نشستي رخ نمي‌دهد؛ و به دليل اينكه فوم بتن به صورت مايع است، مي‌تواند هرگونه حفره و فضاي خالي را در قسمت ترانشه پر كند.

همچنين ويژگي‌هاي بارگذاري فوق العاده فوم بتن به اين معني است كه بارهاي محوري به طور مستقيم به بخش‌هاي سرويس دهي ترانشه انتقال نمي‌يابند، بنابراين لوله‌ها بر اثر وزن ترافيك آسيب نمي‌بينند.

اين ماده به خاطر اينكه در تمام پستي و بلندي‌ها نفوذ مي‌كند، فشاري كه به آن وارد مي‌شود را به تمامي ديواره و اطراف منتقل مي‌كند.

مواد خاكريز دانه‌اي سنتي نياز به تراكم دارند. فوم بتن نيازي به تراكم ندارد، بنابراين به استفاده از هر نوع روش فشرده سازي نياز نيست و بعد از ريختن فقط بايد آن را مسطح كرد.

كار با اين ماده بسيار ساده بوده و احتياج به وسايل اضافه مانند ويبره نيست. اين مورد بسيار مهمي است زيرا استفاده از چنين ابزارهايي مي‌تواند موجب ايجاد بيماري‌هاي ناشي از ارتعاش در ميان كارگران شود و از طرف ديگر به خاطر شكل پذيري بالا از اين ماده مي‌توان براي پر كردن انواع ترك و يا حفاري مورد استفاده قرار داد.


ادامه مطلب
نوشته شده توسط mehdi | ۸ اسفند ۱۳۹۷ ساعت ۱۰:۳۷:۲۲ | آرشيو نظرات (0) :موضوع |