احتمالا فوم بتن ایرانیان بیشتر از هر چیزی در ساختن سقف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در چنین حالتی دارای دو مزیت بزرگ خواهد بود.

اولین مزیت این است که عایق گرما و صدا است. دومین مزیت این است که می‌توان آن را برای اهداف مشخص سوراخ کرد، به عبارت دیگر می‌توان لوله کشی فاضلاب را از آن عبور داد.

در کشورهایی که سقف به صورت مسطح ساخته شده و در زندگی روزمره نقش مهمی دارند، ترکیبات فوم بتن به اندازه کافی استحکام دارد تا فشار وارد شده توسط افراد یا حتی وسایل نقلیه را تحمل کند. همچنین این ماده نسبت به ملات سیمانی بسیار سبک‌تر است.

این یعنی سقف ساخته شده توسط فوم بتن فشار بسیار کمتری را به اسکلت ساختمان وارد خواهد کرد.

خصوصیات فوم بتن به کار رفته در ساختن سقف

معمولا فوم بتن با چگالی بین 400 تا 600 kg/m3 ساخته می‌شود. در این بازه چگالی، رسانایی گرمای آن چیزی حدود 0.1 W/mK است و مقاومت کششی 28 روزه آن تقریبا 1.0 – 2.5 N/mm2 است.

خصوصیات معمول فوم بتن مورد استفاده برای ساختن سقف

فوم بتن با چگالی خشک بین 400 تا 600 kg/m3 اغلب با استفاده از سیمان ترکیبی ساخته می‌شود. همچنین ساختن فوم بتن دارای ماسه در این چگالی ممکن است، که از نسبت طراحی 1:1:0.55 یا حتی 1.5:1:0.55 استفاده می‌کند.

مزیت اضافه کردن ماسه این است که میزان سیمان مورد نیاز را کاهش می‌دهد و در نهایت هزینه ساخت آن را تا حد زیادی پایین می‌آورد.

با این حال، چنین کاری مقاومت فوم بتن را نیز کاهش می‌دهد.

در چنین حالت خیسی، فوم‌بتن ساخته شده توسط سیمان ترکیبی نسبت به ماسه تکان خواه‌تر یا چسبنده‌تر خواهد بود. در هنگام ساختن شیب توسط فوم بتن، بهتر است که بتن تکان خواه‌تر باشد.

خصوصیات معمول فوم بتن مورد استفاده برای ساختن سقف

خصوصیات معمول ساختن سقف در پایین توضیح داده شده است. در کشورهای گرم که دمای هوا به 45 درجه سانتیگراد می‌رسد، عایق اضافی را می‌توان با استفاده از پلی استیرن فراهم کرد.

گذاشتن فوم بتن بر روی سقف

معمولا برای ساختن سقف از فوم بتن با ضخامت 50 تا 200 میلی متر استفاده می‌شود.

این ویژگی‌ها شامل یک لایه عایق قبل از فوم که در کشورهای دارای آب و هوای گرم مورد استفاده قرار می‌گیرند که دمای هوا به 45 درجه سانتیگراد می‌رسد.

صفحه عایق فوم را می‌توان در کشورهای خنک‌تر نادیده گرفت.

اگرچه به کار بردن لایه ضد آب می‌تواند مفید باشد، اما فوم بتن میزان جذب آب پایینی دارد و می‌توان از این مورد هم چشم پوشی کرد.

برای ساختن شیب بر روی سقف، عمق فوم بتن به چندین روش و بسته به شرایط بررسی می‌شود.

در سقف‌های باریک می‌توان خطوط را بر روی نرده کشید. در سقف‌های عریض‌تر، بهترین کار این است که در فواصل 2 تا 3 متر کار شود و می‌توان بعدا از ریختن، آن را با استفاده از یک تخته بلند صاف کرد.

تخته‌ها را می‌توان در دو سر سقف قرار داد، که در این حالت تخته بالایی بلندتر و تخته پایینی کوتاه‌تر خواهد بود.

یا اینکه می‌توان تخته را در درازای شیب قرار داد، که در این حالت آنها با همدیگر برابر خواهند بود و با زاویه خطوط شیب هم راستا هستند.

همچنین استفاده از میخ چوبی با طول‌های مختلف برای علامت گذاری شیب راه حل مناسبی است.

یک راه دیگر استفاده از میله برای پیش بردن کار است. آنها را می‌توان بعد از ریختن بتن در همانجا رها کرد، برخلاف تخته‌های چوبی که می‌توان آنها را درآورد و دوباره استفاده کرد.

زمانی که سقف را به چند قطعه تقسیم کرده‌اید (سقف‌های بزرگ)، شیوه معمول این است که از قطعه‌های جایگزین استفاده کنید تا رفت و آمد کارگران و صاف کردن بتن راحت‌تر شود. به محض اینکه اعداد زوج به پایان رسیدند این امکان را در اختیار دارید تا به سراغ اعداد فرد بروید.

زمانی که بر روی تکه‌های کوچک یا سقف‌های پیچیده کار می‌کنید که درست کردن شیب با استفاده از تخته و میله ممکن نیست، یکی از راه حل‌های ممکن استفاده از اسکویجی است. شاید حتی کارگران مجبور باشند به جای راه رفتن در کناره‌ها بر روی فوم بتن راه بروند تا آن را صاف کنند.

اگر سقف با استفاده از تخته‌های چوبی و کارگران ماهر به خوبی مدیریت شود، پمپ کردن و قرار دادن 6  متر مکعب فوم بتن در یک عملیات کلی ممکن است.

در واقع، این کار چندان هم ساده نیست و کار معمولا به صورت 1 متر مربع در هر عملیات به انجام می‌رسد.

در این حالت، خالی کردن یک کامیون ممکن است 2 تا 3 ساعت زمان بگیرد، که در کشورهای گرم غیرعملی است.

در این وضعیت، استفاده از کامیون دارای ظرفیت 2 متر مکعب یا مخلوط کردن فوم بتن در محل ساخت و ساز بهترین گزینه ممکن خواهد بود.

اگر چنین کاری انجام شود، حتی ساختن فوم بتن بر روی سقف نیز در دسترس خواهد بود و بدین ترتیب می‌توان از دردسرهای پمپ کردن آن بر روی سقف اجتناب کرد.

کوله‌های سنتی پل شامل استفاده از سنگدانه‌های فشرده، معمولا شن و ماسه هستند. این باعث اعمال فشار بیش از حد به سمت دیوارهای پل می‌شود که باید به منظور مقاومت در برابر نیروهای جانبی که توسط وزن شن و ماسه اعمال می‌شود، ضخامت کافی داشته باشد.

علاوه بر این، لازم است که از فونداسیون‌های قدرتمندی برای حمایت از این دیوارهای ضخیم استفاده شود. مشکل اصلی در این زمینه هزینه است. دیوارهای ضخیم و فونداسیون‌های عظیم گران بوده و زمان زیادی برای ساخت احتیاج دارند.

در هنگام ساخت پل‌ها با مصالح سنتی مشکلات زیادی مربوط به نشست وجود خواهد داشت. دو زمینه اصلی برای نگرانی وجود دارد: نشست سنگدانه‌ها به علت وزن ترافیک و فرورفتن سازه پل در زمین نرم. اولین مورد زمانی رخ می‌دهد که حتی پل بر روی زمین نرم ساخته نشده است و در نتیجه ترک خوردگی و سقوط سطح جاده به وقوع می‌پیوندد. هنگام ساخت پل بر روی زمین نرم، این مشکلات تشدید می‌شوند.

فوم بتن جایگزینی مناسب

هزینه‌های ساخت به هنگام استفاده از فوم بتن ایرانیان برای کوله‌ها می‌تواند به شدت کاهش یابد. فوم بتن یک ماده بسیار متنوع است که می‌تواند متناسب با الزامات خاص هر پروژه تهیه شود. با انتخاب یک مخلوط مناسب، می‌توانید یک طراحی ایده آل مطابق با شرایط محلی انجام دهید.

1. اول از همه، فوم بتن که به خوبی ساخته شده باشد مانند سنگدانه‌های شل نشست نمی‌کند. علاوه بر این، با استفاده از  اجرای فوم بتن با یک چگالی مناسب، هر گونه نشست کلی می‌تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد. وزن کوله را می‌توانید به گونه‌ای تنظیم کنید تا مانع از این اتفاق در مناطق با زمین نرم شود.
2. با میزان نشست کم و یا افت سطح جاده، فرو رفتن جاده یک مشکل اصلی نیست، از این رو پس از ساخت پل به عملیات نگهداری بسیار کمتری نیاز خواهید داشت.
3. ثانیا، فشار جانبی بیش از حد بر روی دیواره‌های جانبی حذف می‌شود، بنابراین می‌توان آنها را با ضخامت کمتر ساخت و فونداسیون آنها کوچکتر خواهد بود. به این دلیل، می‌توانید صرفه جویی زیادی در هزینه‌ها داشته باشید.
4. علاوه بر این، ویژگی‌های بارگیری فوم بتن به این معنی است که مواد در قسمت پایین کوله را می‌توان از مخلوط ضعیف‌تر از لایه‌های بالاتر ساخت، بنابراین در میزان مصرف سیمان نیز صرفه جویی می‌شود. این موارد هزینه‌های کلی ساخت پل را کاهش می‌دهد.

مزایای دیگری نیز برای استفاده از فوم بتن برای ساخت کوله پل وجود دارد:

1. بر خلاف سنگدانه‌های سنتی، فوم بتن، نیازی به فشرده سازی ندارد.
2. جانمایی آن بسیار آسان است، زیرا می‌تواند از طریق یک پمپ بتن معمولی آن را به داخل سازه پل بریزد.
3. در حالت مایع، عمدتا به طور خودکار تراز می‌شود، بنابراین به هیچ گونه اقدامات اضافی برای اطمینان از تراز بودن سطح آن نیاز نیست.
4. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که فوم بتن بطور قابل توجهی تحت تاثیر چرخه یخ زدگی قرار نمی‌گیرد.
5. به طور متوالی، فوم بتن قابل بازیابی است و از این رو کنترل کیفیت آن آسان‌تر است. این کار با سنگدانه‌های صلب پرکننده ممکن نیست، که ممکن است برای هر نوع بارگذاری متفاوت باشد که به دلیل تغییرات در محتوای آب رخ می‌دهد.

استفاده از دستگاه فوم بتن در کوله پل‌ها تا به امروز گسترش چندانی نداشته است، اما در چندین پروژه بزرگ در انگلستان و ایالات متحده آمریکا استفاده شده است. در اولین استفاده از این نوع در انگلستان، در کلچستر، مشکل اضافی ناشی از زمین نرم وجود داشت.

پل دارای هفت متر ارتفاع بود؛ شش متر اول دارای مقاومت 7 روزه  N / mm2 3 و چگالی خشک حدود 1125 کیلوگرم در متر مکعب بود و یک متر بالاتر دارای مقاومت 7 روزه  N / mm2 4.5 بود و چگالی خشک حدود 1300 کیلوگرم در متر مکعب است.

این در واقع بیش از یک مشخصات فنی بود، مهندسان در اصل از بتن سبک وزن با سنگدانه‌های سبک، به جای ترکیبات فوم بتن استفاده می‌کنند. آنها به دنبال یک مقاومت نهایی به میزان  N / mm2 4.5 بودند، با این حال هنگامی که تصمیم به استفاده از فوم بتن گرفتند، آنها نمی‌دانستند که فوم بتن در طول زمان بسیار طولانی‌تری مقاومت خود را به دست می‌آورد. بنابراین یک مقاومت نهایی 7 روزه پایین‌تر کافی است.

مراحل ریختن فوم بتن

فوم بتن در چند مرحله به عمق نیم متر در هر روز ریخته می‌شود. این کار حدود هشت ساعت در روز طول می‌کشد که در آن به طور متوسط ​​حدود 240 متر مکعب بتن ریخته می‌شود.

دوغاب ملات سیمان به وسیله یک ناوگان متشکل از پنج کامیون میکسر به سایت تحویل داده می‌شوند که در طول روز هشت بار تحویل انجام می‌دهند. به محض ورود به سایت، فوم به هر کامیون اضافه می‌شود تا فوم بتن ایجاد شود. سپس به منطقه کوله ریخته می‌شود. (منطقه مربوط به بتن ریزی برای هر روز آماده می‌شود.)

در کل، 4500 متر مکعب فوم بتن برای این کار کنار گذاشته شده است و این دومین استفاده فوم بتن در انگلستان برای یک قرارداد کاری بود. تقریبا 40 شمع کمتر از مقدار مورد نیاز در کنار مصالح صلب سنتی مورد استفاده قرار گرفتند و ضخامت دیواره کوله در حدود 500 میلی متر کاهش یافت. همچنین میزان نشست پروژه به میزان 50٪ کاهش یافت.

واضح است که فوم بتن نه تنها به عنوان یک ماده پر کننده برای کوله‌های پل بهتر عمل می‌کند، بلکه از مصالح مصنوعی سنتی نیز مقرون به صرفه‌تر است. اگر این موفقیت ادامه یابد، پل‌های بیشتر و بیشتری با فوم بتن ساخته خواهد شد.

بتن‌های سبک را می‌توان در سه نوع مختلف پیدا کرد: بتن با سنگدانه‌های سبک، فوم بتن یا بتن اسفنجی و اتوکلاوی (AAC). بلوک‌های بتن سبک اغلب در ساخت و ساز خانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بتن با سنگدانه‌های سبک

این بتن را می‌توان با انواع مختلفی از سنگدانه‌های سبک درست کرد. سنگدانه‌های سبک را می‌توان از این منابع به دست آورد:

• مواد طبیعی، مانند سنگ پای آتشفشانی.
• نوع گرمادیده مواد خام طبیعی مانند خاک رس، سنگ لوح یا شیل (به عبارت دیگر، لیکا).
• تولید آن از فرآورده‌های جانبی صنعتی مانند خاکستر هوابرد (به عبارت دیگر، لیتگ).
• به عمل آوردن فرآورده‌های جانبی صنعتی مانند کالارهای حبه شده (به عبارت دیگر، پلیت).

خصوصیات مورد نیاز بتن سبک به بهترین نوع سنگدانه‌هایی بستگی دارد که در آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر به ویژگی‌های ساختاری کم و عایق بندی زیاد نیاز باشد، این امکان وجود دارد که از سنگدانه‌های سبک و ضعیف استفاده کنیم. احتمالا در انتها سیمان نسبتا ضعیفی خواهیم داشت.

فوم بتن

ترکیبات فوم بتن یک ماده بسیار کارآمد با چگالی کم می‌باشد که می‌تواند تا 50 درصد هوا در ساختار خود داشته باشد. این نوع بتن به صورت کل توانایی یکنواخت و فشرده شدن را به صورت طبیعی دارد و می‌تواند پمپ شود. اجرای فوم بتن برای پر کردن فضاهای خالی و اضافی مانند مخازن سوخت متروکه، سیستم‌های فاضلاب، لوله کشی و آبگذر بسیار عالی می‌باشد، مخصوصا در جاهایی که دسترسی سخت است. این بتن همچنین به عنوان یک گزینه برای پر کردن چاله‌های خیابان محسوب می‌شود. همچنین ویژگی عایق بندی فوم بتن آن را به یک گزینه مناسب برای معایب روکاری سیمان و فضاهای خالی کف اتاق‌ها تبدیل می‌کند.

بتن ساختاری سبک وزن

بتن با سنگدانه‌های سبک را می‌توان برای مصارف ساختاری نیز به کار برد، چرا که استحکام آنها می‌تواند به اندازه بتن معمولی نیز باشد.

از جمله مزایای استفاده از بتن با سنگدانه‌های سبک می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• کاهش بار ساکن موجود در سازه‌ها و تقویت آنها.
• خصوصیات گرمایی بهتر.
• خصوصیات ضد حریق بهتر.
• صرفه جویی در هزینه‌های جابجایی مواد به محل مورد نظر.
• کاهش قالب بندی دیرک گذاری.

ضریب انعطاف پذیری بتن‌های سبک کمتر از معادل‌های معمولی آنها می‌باشد، اما در زمان در نظر گرفتن خمش کالار یا ستون، این مسئله توسط وزن سبک‌تر بتن جبران می‌شود.

طراحی پایه بتن‌های سبک در نظامنامه اروپا ، بخش 1-1 موجود می‌باشد که قسمت 11 آن دارای قوانین خاصی برای بتن با سنگدانه‌های سبک می‌باشد. بتن در صورتی سبک محسوب می‌شود که چگالی آن بالاتر از 2200g/m3  نباشد (وزن بتن معمولی بین 2300 تا 2400g/m3 می‌باشد) و نسبت سنگدانه‌ها نباید چگالی بیشتر از 2000g/m3 داشته باشد. بتن سبک را همچنین می‌توان با استفاده از نشانه LC برای طبقه بندی مقاومت آن تشخیص داد، برای مثال LC30/33، که مقاومت استوانه ای 30MPa و مقاومت بر نمونه مکعبی 33MPa را نشان می‌دهد.

هرچه بتن سبک‌تر باشد، خصوصیات آن می‌تواند متفاوت باشد. مقاومت کششی، کشش نهایی و کرنش برشی همگی نسبت به بتن‌های معمولی کمتر هستند. بتن‌های سبک همچنین نسبت به بتن‌های معمولی سختی کمتری دارند. با این حال، این مسئله نیز توسط سهولت در جابجایی آنها جبران می‌شود، و تاثیر کلی را می‌توان در کاهش عمق ستون یا کالار مشاهده کرد.

خزیدن و جمع شدگی برای بتن‌های سبک نسبت به بتن‌های معمولی بیشتر می‌باشد و باید آن را در زمان طراحی سازه در نظر داشت.

دسته دسته کردن بتن سبک معمولا از محصولات آماده انجام می‌شود. در کارهای نه چندان بزرگ، بتن را می‌توان به راحتی با استفاده از ناوه یا لوله‌های سرازیر کننده در جای مورد نظر قرار داد. همچنین بتن سبک را می‌توان پمپ کرد، اما باید در زمان انجام آن دقت بسیاری لحاظ شود تا ترکیب سیمان از هم جدا نشود. برای ترکیبات قابل پمپ، استفاده از ماسه طبیعی بسیار معمول است. به عبارت دیگر، به کار نبردن سنگدانه‌های سبک برای دستیابی به کارآیی بالا و جلوگیری از شکستگی بسیار مهم می‌باشد. چنین چیزی توسط استفاده از آمیزه‌ها به دست می‌آید. ارتعاش بیش از حد بتن سبک ممکن است باعث جدا شدن بخش‌های آن شود و به همین دلیل بهتر است که در جای مورد نظر پمپ شود.

بتن اسفنجی اتوکلاوی (AAC)

AAC اولین بار در سال 1923 به صورت تجاری در کشور سوئد ساخته شد. از آن زمان، سیستم‌های AAC مانند واحدهای بنایی، کف اتاق، سقف تقویت شده، پنل‌های دیواری و ورودی ساختمان‌ها در همه قاره‌ها و شرایط محیطی به کار رفته‌اند. AAC همچنین می‌تواند توسط اره‌های دستی بریده شود، از آن تندیس ساخت و همچنین توسط میخ، پیچ یا وسایل دیگر سوراخ شود.

مواد و ترکیبات دیگر برای فوم بتن

ترکیبات درشت دانه یا جایگزین‌های دیگر برای درشت دانه‌ها را نمی‌توان به کار برد. این امر به خاطر این است که این مواد در فوم‌های سبک وزن ته نشین می‌شوند.

اطلاعات ترکیبی فوم بتن

خصوصیات فوم بتن به عوامل زیر بستگی دارد:

• حجم فوم
• محتوای سیمانی در مخلوط
• مواد چگال افزا
• طول عمر

برخلاف فوم و محتوای سیمانی، تاثیر برآمده از نسبت آب – سیمان بر روی مزایای فوم بتن بسیار اندک می‌باشد.

خصوصیات فوم بتن

خصوصیات فوم بتن در حالت تازه و سفت شده آن در ادامه توضیح داده شده‌اند؛

ظاهر فوم بتن

فوم مورد استفاده برای اجرای فوم بتن تقریبا مانند کف به کار رفته برای اصلاح ریش می‌باشد. زمانی که آن را با ملات استاندارد مخلوط می‌کنند، شکل ترکیب نهایی مانند ماست یا به صورت میلک شیک است.

خصوصیات تازه فوم بتن

کارآیی بتن فوم شده بسیار بالا است و نرخ اسلامپ آن معادل 150 میلی متر می‌باشد. آنها تاثیر کشسانی بسیار قدرتمندی دارند. این خصوصیت فوم آن را در بسیار از کاربردها بسیار مطلوب می‌کند. به محض اینکه مخلوط برای مدت بیشتری ثابت بماند، برگرداندن آن به حالت اولیه بسیار سخت خواهد بود. فوم بتن در حالت تازه خود ماهیتی تکان خواه دارد.

احتمال نفوذپذیری در فوم بتن به دلیل محتوای بالای هوای آن کاهش یافته است. زمانی که دمای مخلوط افزایش پیدا می‌کند، چگال افزایی و اتصالات به دلیل گسترش هوا انجام می‌پذیرند.

اگر مقدار ماسه به کار رفته بیشتر شود یا از مخلوط درشت دانه استفاده شود، احتمال جدا شدن بیشتر می‌شود. این امر همچنین می‌تواند به از هم پاشی حباب منتهی شود، که حجم کلی و ساختار فوم را کاهش خواهد داد.

پمپ کردن فوم بتن تازه با دقت زیاد می‌تواند کاری مناسب باشد. سقوط فوم بتن ممکن است باعث به هم ریختن ساختار حبابی شود.

خصوصیات سفت شده فوم بتن

خصوصیات فیزیکی فوم بتن مشخصا به چگالی خشک مربوط هستند. رسانای گرما بودن فوم بتن از 0.1 تا 0.7W/mk متفاوت می‌باشد. جمع شدگی ناشی از خشک کردن به ترتیب 0.3 تا 0.7 درصد در 400 و 1600 kg/m3 متفاوت است.

بتن فوم شده از لحاظ قدرت با بلوک اتوکلاو با همان چگالی یکسان نمی‌باشد. در زیر فشار، فشار هیدرولیک داخلی بر ساختار آن اعمال خواهد شد، که ممکن است باعث به هم ریختن فوم بتن شود.

فوم بتن سخت شده در مقابل یخ زدگی و وا رفتن مقاومت خوبی دارد. به کارگیری فوم بتن در نواحی دارای دمای -18 تا +25 هیچ آسیبی را به ساختار ترکیبات فوم بتن وارد نکرده است. چگالی فوم بتن استفاده شده در این مشاهدات 400 تا 1400 kg/m3 بود.

مزایای فوم بتن

• مخلوط فوم بتن ته نشین نمی‌شود و به همین دلیل به فشرده سازی نیازی ندارد.
• وزن آن کمتر می‌باشد.
• فوم بتن در حالت تازه خود دارای خاصیت انسجام روان است. این خصوصیت به پر کردن حفره‌ها کمک شایانی خواهد کرد.
• ساختار فوم بتن دارای قابلیت بالایی در پخش کردن فشار واردشده دارد.
• فوم بتن فشار زیادی را به کناره‌ها وارد نمی‌سازد.
• خصوصیت جذب آب
• قطعه قطعه کردن فوم بتن به آسانی انجام می‌شود، بنابراین کنترل و بررسی کیفیت به آسانی انجام می‌پذیرند.
• فوم بتن مقاومت بالاتری در مقابل یخ زدگی و وا رفتن دارد.
• کار بی خطر و سریعتر
• مقرون به صرفه و نیاز کمتر به نگهداری

معایب فوم بتن

• استفاده از آب در ساختار فوم بتن آن را بسیار حساس می‌کند.
• مشکلات موجود در تولید آن
• زمان بیشتر برای مخلوط کردن آن
• با افزایش چگالی، قدرت تراکمی و خم شدگی آن کاهش می‌یابد.