مواد فوم بتن چه هستند؟
فوم بتن، معمولا از سه جز اصلی ماده اتصال دهنده (سیمان)، آب و عامل کف زا (پروتئین یا رزین) ساخته می شود.
البته به منظور تغییر خواص فیزیکی این نوع بتن می توان از پرکننده (خاکستر بادی)، افزودنی ها و الیاف مختلف نیز استفاده کرد. در ادامه، به معرفی نقش هر یک از این مواد می پردازیم.
نقش سیمان در فوم بتن چیست؟
سیمان، متداول ترین ماده اتصال دهنده مورد استفاده در فوم بتن است. سیمان پرتلند معمولی، سیمان پرتلند زود سخت شونده، سیمان سولفو آلومینات کلسیم و سولفات آلومینا با مقدار 25 تا 100 درصد وزنی در ترکیب ماده اتصال دهنده مورد استفاده قرار می گیرند.
از بین این موارد، سیمان پرتلند معمولی و زود سخت شونده از گزینه های رایج هستند. فوم بتن را می توان از ترکیب های مختلف سیمان با مواد مختلف ساخت.
نقش آب در فوم بتن چیست؟
الزامات مربوط به کیفیت آب مورد استفاده در فوم بتن، به ترکیبات دیگر، روانی و پایداری ملات بستگی دارد. هر چه میزان آب مورد استفاده کمتر باشد، مخلوط سخت تر می شود.
این مسئله، ترکیدن راحت حباب های هوا را در پی دارد. در طرف مقابل، افزایش محتوای آب، ضخامت مخلوط را کاهش می دهد. در این حالت، حباب های هوا از درون مخلوط به بیرون رانده می شوند.
بر اساس پیشنهاد «موسسه بتن آمریکا» (American Concrete Institute) یا به اختصار «ACI»، آب مورد استفاده در ترکیب فوم بتن باید تازه، تمیز و آشامیدنی باشد. کیفیت و نسبت آب، بر روی مقاومت نهایی بتن های سبک تأثیرگذار است.
نقش عامل کف زا در فوم بتن چیست؟
عامل کف زا، از مهم ترین مواد تشکیل دهنده فوم بتن است. در واقع این ماده، با کنترل نرخ تولید حباب های موجود در خمیر سیمانی، چگالی بتن را تعیین می کند. عوامل کف زا به سه نوع طبیعی، مصنوعی و ترکیبی تقسیم می شوند.
از بین این موارد، مواد مصنوعی و طبیعی، کاربرد گسترده تری دارند. رزین، اولین عامل کف زای مصنوعی و خون، اولین عامل کف زای طبیعی مورد استفاده در ترکیب بتن است.
پروتئین هیدرولیز شده یا مواد فعال سطحی مصنوعی، رایج ترین مواد مورد استفاده برای ساخت فوم هستند.
کار با مواد مصنوعی ساده تر و هزینه آن ها پایین تر است. به علاوه، عوامل کف زای مصنوعی را می توان برای مدت طولانی تری نگهداری کرد.
عوامل کف زای پروتئینی، هزینه بالاتر اما مقاومت بیشتر و عملکرد بهتری دارند. فوم، معمولا به دو شکل مرطوب و خشک قابل تولید است.
فوم مرطوب با چگالی کمتر از 100 کیلوگرم بر متر مکعب برای ساخت فوم بتن مناسب نیست. در این شرایط، حباب های بزرگ به صورت ناپایدار در ساختار این نوع فوم ایجاد می شوند.
اسپری کردن عامل کف زا و آب بر روی یک شبکه ریز، فوم با حباب های 2 تا 5 میلی متری را ایجاد می کند.
فوم خشک، از پایداری بیشتری نسبت به فوم مرطوب بهره می برد. برای ساخت این نوع فوم، محلولی از عامل کف زا و آب توسط کمپرسور هوا به درون یک محفظه مخلوط کننده انتقال داده می شود.
اندازه حباب های ایجاد شده در فوم خشک از فوم مرطوب کوچک تر است (ابعاد کمتر از 1 میلی متر). همین موضوع باعث ساختار منظم حباب های هوا در فوم خشک می شود.
نقش مواد پرکننده در فوم بتن چیست؟
به منظور تقویت خواص مکانیکی فوم بتن، معمولا از مواد پرکننده یا اصطلاحا «فیلر» (Filler) استفاده می شود.
از پرکننده های رایج در فوم بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
از بین موارد بالا، خاکستر بادی و سرباره به طور گسترده در ساخت فوم بتن مورد استفاده قرار می گیرند. میزان خاکستر بادی معمولا بین 30 تا 70 درصد و میزان سرباره بین 10 تا 50 درصد است.
به منظور افزایش مقاومت نیز می توان حدود 10 درصد وزنی سیلیکا فیوم به ترکیب اضافه کرد. به طور کلی، استفاده از این مواد، باعث کاهش مصرف سیمان و کاهش هزینه تمام شده می شود.
اضافه کردن فیلرها به ترکیب فوم بتن، طرح اختلاط بهبود می بخشد و استحکام بلندمدت را افزایش می دهد.
نقش افزودنی ها در فوم بتن چیست؟
افزودنی ها، مواد مایع یا پودرهایی هستند که قبل یا در حین مخلوط کردن به ترکیب بتن اضافه می شوند. از افزودنی های پرکاربرد در فوم بتن، می توان به مواد کاهنده آب، ضد رطوبت و دیرگیر کننده اشاره کرد.
روان کننده، در اکثر مواقع برای افزایش تراکم پذیری بتن مورد استفاده قرار می گیرد.
در واقع، این افزودنی در کنار کاهنده آب (کاهش جریان پذیری و خاصیت خمیری)، به منظور بهبود عملکرد بتن تازه بدون تأثیر بر روی جداشدگی ذرات استفاده می شوند.
تأثیر الیاف در فوم بتن چیست؟
الیاف، به منظور افزایش مقاومت و کاهش جمع شدگی در ترکیب فوم بتن مورد استفاده قرار می گیرند.
الیاف به کار رفته در این نوع بتن می تواند به صورت طبیعی یا مصنوعی و از جنس پلی پروپیلن، ترکیب شیشه با پلی پروپیلن، الیاف رامی، روغن نخل، فولاد، نارگیل، سلولز و کربن باشد.
با این وجود، بخش عمده ای از این الیاف از پلی پروپیلن ساخته می شوند. الیاف مورد استفاده در فوم بتن معمولا 0.2 تا 1.5 درصد حجمی کل مخلوط را تشکیل می دهند.
طرح اختلاط فوم بتن چگونه تعیین می شود؟
طرح اختلاط فوم بتن، به عوامل مختلفی نظیر حجم فوم، میزان سیمان، میزان مواد پرکننده و سن بستگی دارد.
بر خلاف بتن های معمولی، تأثیر نسبت آب به سیمان بر روی ویژگی های بتن های اسفنجی بسیار کم است.
فوم بتن، معمولا با چگالی کم تر از 600 کیلوگرم بر متر مکعب برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
برای این چگالی معمولا سیمان، آب، فوم و خاکستر بادی یا پودر سنگ آهک، مواد اصلی تشکیل دهنده بتن هستند. در این حالت، طرح اختلاط بتن سبک به صورت زیر خواهد بود:
به منظور دستیابی به چگالی های بالاتر، مقداری ماسه به ترکیب بتن اضافه می شود.
ماسه در این حالت، به عنوان ماده پرکننده، جایگزین بخشی از سیمان پرتلند نوع CEM I می شود. نسبت ماسه به سیمان برای حالت پایه، 1 به 1 و برای بتن های سنگین تر، 1 به 3 است.
برای ساخت فوم بتن با چگالی بالاتر از 1500 کیلوگرم بر متر مکعب می توان از مواد پرکننده بیشتر و ماسه هایی با ابعاد متوسط استفاده کرد. حداکثر ابعاد ماسه قابل استفاده برای فوم بتن، 5 میلی متر است.
به علاوه، ماسه های ریز باید دارای حداکثر ابعاد 2 میلی متر بوده و درصد عبوری آن ها از الک نمره 30 (مش 600 میکرون)، 60 تا 95 درصد باشد.
به منظور کاهش چگالی، باید میزان مواد پرکننده را کاهش داد.
به طور کلی، پیشنهاد می شود برای چگالی های پایین تر از 600 کیلوگرم بر متر مکعب، از هیچ ماده پرکننده ای در ترکیب فوم بتن استفاده نشود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
