چندین عنصر به تخریب سیستم‌های کفپوش کمک می‌کنند فارغ از اینکه آنها از فوم بتن و یا معمولی ساخته باشند. اولین مورد در بالای این لیست تغییر ترکیب‌های چسبنده کفپوش به علت استفاده مجدد از مواد خطرناک و ترکیبات آلی فرار (VOCs) است.

به عنوان مثال، استانداردهای انتشار اکسید ناپیوسته محدودیت‌های مربوط به میزان VOC سیستم کف، حفاظت بتن پوشش دهنده، سیلر و لکه‌ها را تعیین می‌کنند. چسب‌های کفپوش بدون ماده فرار و یا حاوی مقدار کمی VOC به صورت امولسیون آکریلیک مبتنی بر آب هستند، که بعضی از آنها در هنگام قرار گرفتن در معرض آب و محیط قلیایی در یک دال بتنی دچار حساسیت می‌شوند.

این چسب‌های حساس به رطوبت را با فشار جداول زمان بندی ساخت و ساز برای نصب کف در نظر بگیرید تا به سریع‌ترین زمان ممکن دست یابید و اغلب اوقات زمان کافی برای انتظار برای خشک شدن کامل دال وجود ندارد.

استراتژی‌هایی وجود دارد که می‌تواند احتمال تخریب سیستم کف ناشی از رطوبت را کاهش دهد. یکی از این روش‌ها، استفاده از دال‌های مقاوم در برابر رطوبت  به جای اجزای آب بندی و زهکشی است.

اجزای آب بندی رطوبت را از درون فوم بتن آزاد می‌کنند تا فرآیند عمل آوری فوم بتن را آغاز کنند، اما تا زمانی که آنها آزاد می‌شوند (معمولا کمی قبل از نصب کفپوش)، از خشک شدن فوم بتن جلوگیری می‌کنند. استفاده محدود از مواد جذب کننده، سرباره و خاکستر همچنین می‌تواند به کاهش زمان خشک شدن کمک کند.

همچنین، هنگامی که دال در معرض باران و رطوبت است، نمی‌تواند به اندازه کافی خشک شود. محوطه سازی ساختمان و فعال سازی سیستم تهویه مطبوع زمانی است که خشک شدن دال آغاز می‌شود. کاهش رطوبت نسبی محیط (RH) و افزایش دمای محیط به طور کلی زمان خشک شدن فوم بتن را کاهش می‌دهد.

نگاهی به آینده فوم بتن

مخلوط‌های فوم بتن که به صورت خودکار خشک می‌شوند در بازار در دسترس هستند. ACI بتن‌های دارای این قابلیت را تحت عنوان حذف آب آزاد با واکنش شیمیایی تعریف می‌کند تا آب کافی برای پوشش دادن سطوح جامد و کاهش رطوبت نسبی سیستم را تامین کند؛ که در بتن‌های آب بندی شده، ملات‌ها و خمیرها قابل استفاده است. به عبارت دیگر، واکنش هیدراتاسیون سیمان از تمام آب آزاد موجود به اندازه‌ای استفاده می‌کند تا آب کافی برای پوشش سطوح ذرات غیر هیدراته یا حفظ 100٪ رطوبت نسبی داخل بتن را تامین کند.

مخلوط بتن‌های با قابلیت خشک شدن سریع با استفاده از این مفهوم هیدراتاسیون داخلی برای سال‌ها به طور بین المللی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و حتی اگر شهرتی کسب کرده‌اند، چند معایب را دارا هستند، از قبیل: دسترسی محدود به منطقه، عدم وجود گزینه‌های ترکیبی سبک، سرعت نصب پایین (در حدود 85 کیلو گرم / ساعت)، و چسبندگی به ماله تراز. تولیدکنندگان مخلوط‌های آماده در حال کار بر روی مشکلاتی هستند که به زودی در دسترس خواهند بود.

چسب‌های کفپوش ضد آب محبوب‌تر می‌شوند. این چسب‌ها نیاز به اقدامات کمتری برای آماده سازی سطح دارند که در برابر رطوبت و سطوح pH بالا مقاوم هستند. به هنگام استفاده از چسب‌های ضدآب نیازی به آماده سازی ندارید، اما آماده سازی سطح دال بتنی به میزان محدود ضروری است.

نتیجه گیری

اگر چه فوم بتن به طور بالقوه می‌تواند مشکلاتی را برای سیستم‌های کف پیوسته ایجاد کند، کف‌های بتنی معمولی همچنین می‌توانند بر مشکلات مربوط به رطوبت تأثیر بگذارند.

صرف نظر از چگالی بتن، تیم پروژه باید خطرات مربوط به رطوبت را در نظر بگیرند و در صورت لزوم به ارزیابی استراتژی‌های کاهش احتمال خطر بهره بگیرند. این تیم باید برآوردهای واقع بینانه‌ای برای زمان خشک شدن بتن و ارزیابی سیستم‌های انتخاب شده کف MVER را انجام دهند.

محدود کردن نسبت آب به سیمان بتن، ترکیب فوم سیلیکا و محدود کردن رطوبت پوزولان‌ها مانند خاکستر، موجب کاهش زمان خشک شدن می‌شوند. محوطه سازی ساختمان (برای محدود کردن منابع رطوبت زیست محیطی) و تهویه فضای داخلی نیز به خشک شدن دال بتنی کمک خواهد کرد.

افزودن مواد افزودنی به بتن که رطوبت آزاد در سطح دال را از طریق یک ماده بلوری شکل آزاد می‌کند که باعث افزایش سرعت نصب سیستم کف می‌شود، که معمولا قیمتی معادل 1 دلار به ازای هر فوت مربع را دارا هستند.

سیلرهای رویه که عمدتا از تبخیر آب آزاد سطح بتن جلوگیری می‌کنند، سابقه عملکردی خوبی دارند، اما این می‌تواند هزینه‌ای بالغ بر 5 دلار در هر فوت مربع در پی داشته باشد. هر یک از این استراتژی‌ها می‌توانند هزینه اضافی به پروژه تحمیل کنند.

هزینه‌های یک سیستم کنترل رطوبتی که به خوبی طراحی و به درستی اجرا شده می‌تواند در مصرف فولاد سازه، پی و سیستم‌های مقاوم در برابر آتش صرفه جویی کند. برنامه ریزی دقیق توسط کل تیم پروژه، صاحبان، معماران، پیمانکاران و مهندسین در اوایل فرآیند طراحی می‌تواند به کاهش یا رفع خطرات تخریب ناشی از رطوبت در کفپوش در دال‌های بتنی معمولی یا سبک کمک کند.

مزایا و معایب فوم بتن در ساخت و ساز ساختمان

اخیرا، فوم بتن به عنوان عامل اصلی خرابی‌های مرطوب در سیستم کفپوش شناخته شده است.

اگرچه تکنیک‌های ساخت و ساز سریع و تغییرات قوانین دولتی در تولید چسب‌های کفپوش نیز به وقوع این مشکلات کمک کرده است، برخی منتقدان بر این باورند که پیامدهای خرابی کف، بیشتر از مزایای استفاده از فوم بتن وزن در پروژه‌ها است.

با توجه به این موضوع، ارزیابی مزایا و معایب فوم بتن حائز اهمیت شده است، این امر نه تنها به دلیل تعاملات آن با سیستم‌های کفپوش، بلکه همچنین تاثیر آن روی جنبه‌های ساختمان مانند وزن فولاد، پی‌ها و امتیازهای مربوط به مقاومت در برابر آتش مورد توجه قرار می‌گیرد.

با وجود چالش‌های مربوط به رطوبت فوم بتن، دال‌های بتنی سبکی که به درستی طراحی و ساخته شده‌اند مزایای متعددی را در مقایسه با دال‌های بتنی معمولی مورد استفاده در پروژه‌ها دارا هستند.

فوم بتن چیست؟

فوم بتن چیز جدیدی نیست. در طول قرن‌های پیشین در قالب‌های مختلف ارائه شده است. انواع مختلفی از فوم بتن وجود دارد. برای اهداف این مقاله، ما تنها بتن‌های سبک سازه‌ای را در نظر می‌گیریم: مخلوطی از سیمان پرتلند، آب، شن و ماسه و رس، رسوب، سنگدانه‌های درشت و یا پودر سنگ. در حالیکه مخلوط بتن معمولی وزنی معادل 145 تا 155 pcf دارد، فوم بتن دارای وزن 110 تا 115 pcf می‌باشد. فوم بتن سازه‌ای بطور معمول دارای مقاومت 28 روز فشاری بتن معمولی است.

تفاوت اصلی بین بتن‌های سبک و بتن‌های معمولی در کاربری‌های سازه‌ای، مصالح تشکیل دهنده و سنگدانه‌های آن است. سنگدانه‌های معمولی عمدتا از سنگ‌های خرد شده طبیعی تشکیل می‌شوند، در حالی که سنگدانه‌های فوم بتن با پردازش رس، شل یا پودر سنگ در یک کوره دوار با دمای 2000 درجه فارنهایت تولید می‌شوند.

در این دماها، سنگدانه‌ها گسترش یافته و یک شبکه متخلخل در اندازه‌های 5 تا 300 میکرون (Chua، 2009) ایجاد می‌کنند. این شبکه متخلخل تراکم کمتری نسبت به مخلوط‌های معمولی دارد.

اگر چه مقاومت فشاری بتن به طور کلی با مقاومت فشاری سنگدانه‌های درشت آن ارتباط دارد، موسسه بتن آمریکا (ACI) 213R-03 گزارش می‌دهد که برای مقاومت‌های فشاری معمولی ساختمان، تا حدود 5،000 psi –  هیچ رابطه قابل اعتمادی بین مقاومت سنگدانه‌ها و مقاومت بتن وجود ندارد.

آب در مخلوط فوم بتن

استفاده از فوم بتن اغلب منجر به وقوع مشکلات مربوط به رطوبت می‌شود، زیرا عمدتا دارای مقدار آب بسیار بالاتری نسبت به بتن معمولی هستند.

برخلاف سنگدانه‌های طبیعی که تمایل به اشباع شدن تنها در سطوح خود دارند، شبکه‌های متخلخل سنگدانه‌ها آب زیادی را جذب و درون خود ذخیره می‌کنند و به تدریج در طول زمان  آن را آزاد می‌کنند.

برای درک چگونگی تاثیر آب بر بتن، ما باید بدانیم که چگونه آب درون این مخلوط واکنش نشان می‌دهد. ACI 304.2، با بتن ریزی به روش پمپاژ، دو نوع آب را در فوم بتن در نظر می‌گیرد: آب آزاد و آب جذب شده. آب آزاد بر حجم مخلوط، اسلامپ و کارآیی مخلوط و مقدار آب موجود در واکنش برای هیدراتاسیون سیمان تاثیر می‌گذارد. آب جذب شده نیز در سوراخهای فوم بتن نگهداری می‌شود.

در هنگام اختلاط، بخشی از آب آزاد به آب جذب شده تبدیل می‌شود، که در نهایت باعث کاهش اسلامپ و مقدار آب موجود برای هیدراتاسیون می‌شود.

علاوه بر این، فشار پمپاژ، آب اضافی آزاد را به درون مخلوط فوم بتن متخلخل هدایت می‌کند و باعث کاهش میزان اسلامپ بین قیف پمپ و نقطه تخلیه می‌شود. برای کاهش مقدار آب جذب شده در مخلوط توسط سنگدانه‌های سبک ، تولید کنندگان بتن قبل از بتن ریزی فضاهای خالی را پر می‌کنند.

تولید کنندگان بتن اغلب از افزودنی‌های کاهش دهنده آب استفاده می‌کنند تا به کاهش مقدار کل آب مخلوط و به تبع آن مقدار آبی که به طور بالقوه در طی زمان قالب را ترک می‌کند، کمک کنند.

در بتن معمولی و فوم بتن، آبی که در هیدراتاسیون ذرات سیمان مصرف نمی‌شود، به آرامی از طریق سطوح در معرض هوا تبخیر می‌شود و همانطور که قبلا بحث شد، می‌تواند مشکلاتی را برای کف ایجاد کند. تقریبا تمام مخلوط‌های بتن حاوی آب بیشتری نسبت به واکنش‌های هیدراتاسیون سیمان هستند، اما آب اضافی باعث می‌شود که بتن ریزی و تراز کردن سطح آن راحت‌تر شود.

پس از اینکه ملات سیمان سخت می‌شود، واکنش هیدراتاسیون، هرچند با سرعت‌های پایین‌تر، در طول عمر بتن با تبخیر آب اضافی آن ادامه می‌یابد. در مخلوط‌های فوم بتن، مقداری از آب جذب شده خارج می‌شود که به هیدراتاسیون کامل سیمان در یک لایه در اطراف سنگدانه‌ها کمک می‌کند، اما مقدار قابل توجهی آب جذب شده در منافذ وجود دارد که در طول زمان تخلیه می‌شود.

با سرعت فزاینده ساخت و ساز، زمان خشک شدن بتن کاهش یافته است، زمان بین اتمام بتن ریزی و زمانی که می‌توانید سیستم کف را نصب کنید، که اغلب دارای اهمیت زیادی در جدول زمان بندی پروژه است.

دال‌های ریخته شده بر روی عرشه‌های فولادی حساسیت بیشتری به زمان خشک شدن دارند، زیرا آب تنها می‌تواند از طریق سطح بالای دال تبخیر شود.

به استثنای بعضی از تکنیک‌هایی که بعدا در این مقاله مورد بحث قرار خواهند گرفت، اقدامات نسبتا کمتری را می‌توان بر روی مخلوط بتن به جز کاهش آب درون مخلوط استفاده کرد. ACI 302.2R-96 گزارش می‌دهد که “هیچ دلیلی برای افزودن یا حذف هر گونه مصالح به استثنای افزودن فوم سیلیس (به جای بعضی سیمان پرتلند) برای کاهش زمان خشک شدن وجود ندارد.

این گزارش می‌گوید که جایگزین کردن 5 تا 10 درصد سیمان پرتلند با فوم سیلیس می‌تواند زمان خشک شدن بتن را چندین هفته کاهش دهد. با این حال، این امر اغلب کمک کمتری به کاهش خشک شدن برای ساخت و ساز سریع می‌کند.