فوم بتن، مانند انواع دیگر بتن، دارای مشخصات فیزیکی مختص به خود است. این مشخصات معمولا در دو حالت بتن تازه و بتن سخت شده مورد بررسی قرار می‌گیرند.
مهم‌ترین خواص فیزیکی فوم بتن تازه عبارت هستند از:
- کارایی
- آب انداختن
- جداشدگی
- قابلیت پمپ
خواص فیزیکی فوم بتن، ارتباط زیادی به چگالی آن در حالت خشک‌شده دارد. از مهم‌ترین خواص فیزیکی فوم بتن سخت شده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت فشاری
- مقاومت کششی
- هدایت حرارتی
- مقاومت در برابر چرخه انجماد و ذوب
- جذب آب
در ادامه، هر یک از ویژگی‌های بالا را به طور خلاصه معرفی می‌کنیم.
کارایی فوم بتن چیست؟
کارایی، معیاری برای ارزیابی سهولت به کارگیری و روانی بتن است. فوم بتن، کارایی بسیار بالایی دارد. عدد اسلامپ این نوع بتن حدود 150 میلی‌متر است. این عدد در محدود روانی بالا قرار می‌گیرد. کارایی بالا، یک ویژگی خوب برای به کارگیری آسان فوم بتن در کاربری‌های مختلف آن محسوب می‌شود.
فوم بتن تازه، ذاتا «تیکسوتروپیک» (Thixotropic) است. تیکسوتروپی یا روان‌وردی، به خاصیت سفت شدن ماده در اثر عدم حرکت و افزایش جریان‌پذیری در اثر تکان دادن گفته می‌شود. البته در صورتی که فوم بتن برای مدت طولانی به صورت ثابت باقی بماند، برگرداندن آن به حالت اولیه بسیار دشوار خواهد بود.
آب انداختن فوم بتن چیست؟
«آب انداختن» (Bleeding)، پدیده خروج آب آزاد (آب جذب نشده توسط مصالح) از سطح بتن است. وجود تعداد زیاد حباب‌های هوا در ترکیب فوم بتن، احتمال آب انداختن آن را کاهش می‌دهد. هنگامی که دمای مخلوط طی فرآیند هیدراتاسیون افزایش می‌یابد، انبساط هوا باعث پرشدگی مناسب و ایجاد ارتباط موثر بین اجزای مختلف بتن می‌شود.
جداشدگی فوم بتن چیست؟
«جداشدگی» (Segregation)، پدیده‌ای است که در اثر آن، پیوند مورد انتظار بین اجزای تشکیل‌دهنده بتن ایجاد نمی‌شود. این پدیده معمولا به دلیل توزیع نامناسب دانه‌بندی رخ می‌دهد. در فوم بتن، اگر به جای رعایت طرح اختلاط استاندارد، میزان ماسه مورد استفاده زیاد یا از سنگدانه‌های درشت استفاده شده باشد، احتمال جداشدگی افزایش می‌یابد. این مسئله می‌تواند بر روی ترکیدن حباب‌های هوا، کاهش حجم کل و نامنظم شدن ساختار فوم نیز تاثیر بگذارد.
قابلیت پمپ شدن فوم بتن چیست؟
«قابلیت پمپاژ» (Pumpability)، به توانایی حرکت بتن تحت فشار هوا گفته می‌شود. فوم بتن، از قابلیت پمپ شدن خوبی بهره می‌برد. البته پمپاژ این نوع بتن باید با دقت بالایی انجام شود؛ چراکه وجود آشفتگی در حین پمپاژ می‌تواند باعث ترکیدن حباب‌های هوا و عواقب ناشی از آن شود.
چگالی فوم بتن چیست؟
چگالی، نسبت جرم به حجم ماده است. به طور کلی، بتن ماده‌ای است که به چگالی پایین و مقاومت فشاری بالا شناخته می‌شود. چگالی فوم بتن، بین 300 تا 1800 کیلوگرم بر متر مکعب است. البته در برخی از دسته‌بندی‌ها، بتن‌هایی با چگالی زیر 2000 کیلوگرم بر متر مکعب را به عنوان بتن سبک (نام دیگر فوم بتن) در نظر می‌گیرند.
چگالی فوم بتن، یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های آن محسوب می‌شود. این ویژگی بر روی مقاومت فشاری و همچنین کاربری فوم بتن تاثیر مستقیم دارد. جدول زیر، کاربردهای این نوع بتن بر اساس چگالی را نمایش می‌دهد.
| چگالی (کیلوگرم بر متر مکعب) | کاربرد |
| 300 تا 600 | عایق حرارت، عایق صدا، تعویض خاک، بهسازی خاک، فونداسیون گسترده |
| 500 تا 600 | پایدارسازی برای جلوگیری از نشست خاک و مصالح راه‌سازی |
| 600 تا 800 | جایگزین شن برای پر کردن فضاهای خالی (لوله‌های فاضلاب، چاه‌ها، زیرزمین و تونل‌ها) |
| 800 تا 900 | ساخت بلوک‌های سیمانی و المان‌های غیر باربر سازه نظیر نرده‌های بالکن، دیوارهای جداکننده، جان‌پناه و غیره |
| 1100 تا 1400 | ساخت دیوارهای پیش‌ساخته باربر و غیر باربر |
| 1100 تا 1500 | ساخت ساختمان‌های مسکونی |
| 1600 تا 1800 | ساخت دال بتنی و دیگر المان‌های باربر |
مقاومت کششی و مقاومت فشاری فوم بتن چیست؟
«مقاومت فشاری» (Compressive Strength)، توانایی ماده در برابر بارهای محوری فشاری (کاهش طول) است. مقاومت فشاری بتن، مهم‌ترین ویژگی آن در حالت سخت شده است. به همین دلیل، مقاومت فشاری فوم بتن، اهمیت بالایی در کنترل کیفیت آن خواهد داشت.
«مقاومت کششی» (Tensile Strength)، توانایی ماده در برابر بارهای محوری کششی (افزایش طول) است. بتن، مقاومت کششی پایینی دارد. فوم بتن نیز از این قاعده مستثنی نیست. به دلیل به کارگیری بتن سبک در عضوهای غیر باربر یا سازه‌هایی با باربری پایین، مقاومت کششی آن کمتر مورد بررسی قرار می‌گیرد. البته اضافه کردن الیاف به ساختار این نوع بتن می‌تواند مقاومت فشاری و کششی آن را افزایش دهد.
جدول مقاومت فشاری فوم بتن
مقاومت فشاری و مقاومت کششی فوم بتن، وابستگی زیادی به چگالی آن دارند. جدول زیر، رابطه کلی بین چگالی و پارامترهای مقاومتی فوم بتن را نمایش می‌دهد.
| چگالی خشک (کیلوگرم بر متر مکعب) | مقاومت فشاری (مگاپاسکال) | مقاومت کششی (مگاپاسکال) |
| 400 | 0.5 تا 1 | 0.05 تا 0.1 |
| 600 | 1 تا 1.5 | 0.2 تا 0.3 |
| 800 | 1.5 تا 2 | 0.3 تا 0.4 |
| 1000 | 2.5 تا 3 | 0.4 تا 0.6 |
| 1200 | 4.5 تا 5.5 | 0.6 تا 1.1 |
| 1400 | 6 تا 8 | 0.8 تا 1.2 |
| 1600 | 7.5 تا 10 | 1 تا 1.6 |
هدایت حرارتی فوم بتن چیست؟
«هدایت حرارتی» (Thermal Conductivity)، توانایی یک ماده در عبور دادن حرارت است. این ویژگی، به منظور بررسی هدررفت انرژی حرارتی مصالح ساختمانی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. هدایت حرارتی فوم بتن، برابر با 0.1 تا 0.7 وات بر متر کلوین است. این میزان، بتن سبک را به یک ماده مناسب برای عایق حرارتی تبدیل می‌کند.
جمع شدگی فوم بتن چیست؟
«جمع شدگی» (Shrinkage)، به میزان کاهش طول یا حجم بتن بر اثر کاهش میزان رطوبت گفته می‌شود. جمع‌شدگی فوم بتن، برای چگالی‌های 400 و 1600 متر مکعب، به ترتیب برابر 0.03 تا 0.07 درصد است. میزان جمع‌شدگی فوم بتن، به طور مستقیم با حجم فوم و به طور غیر مستقیم با میزان و خواص خمیر سیمانی ارتباط دارد.
مقاومت در برابر چرخه انجامد و ذوب فوم بتن چگونه است؟
فوم بتن سخت شده، مقاومت خوبی در برابر چرخه انجماد و ذوب دارد. مطالعات تجربی نشان می‌دهند که استفاده از این نوع بتن در دماهای 18- تا 25+ درجه سلیسیوس، هیچ آسیبی به آن وارد نمی‌کند. چگالی فوم بتن مورد استفاده در شرایط دمایی متغیر، 400 تا 1400 کیلوگرم بر متر مکعب است.
مشخصات ظاهری فوم بتن چگونه است؟
فوم بتن، در حالت تازه دقیقا مشابه فوم اصلاح صورت است. در صورت رعایت طرح اختلاط استاندارد، شکل بتن سبک در حالت سخت‌شده شبیه ماست یا میلک‌شیک خواهد بود.
جذب آب فوم بتن چیست؟
«جذب آب» (Water Absorption)، معیاری برای تعیین میزان آب قابل جذب توسط یک ماده است. جذب آب از نسبت وزن آب جذب شده به وزن ماده خشک محاسبه می‌شود. جذب آب فوم بتن، بر روی مقاومت آن تاثیرگذار است. جدول زیر، رابطه بین چگالی، مقاومت فشاری و جذب آب فوم بتن را نمایش می‌دهد.
| چگالی (کیلوگرم بر متر مکعب) | مقاومت فشاری (مگاپاسکال) | جذب آب (کیلوگرم بر متر مکعب) |
| 400 | 0.5 تا 1 | 75 |
| 600 | 1 تا 1.5 | 33 |
| 800 | 1.5 تا 2 | 15 |
| 1000 | 2.5 تا 3 | 7 |
| 1200 | 4.5 تا 5.5 | 5 |
| 1400 | 6 تا 8 | 5 |
| 1600 | 7.5 تا 10 | 5 |
جذب آب به میزان تخلخل بستگی دارد. در چگالی‌های یکسان، مقاومت فوم بتن معمولی با بتن اتوکلاو برابر نیست. در هنگام بارگذاری بر روی فوم بتن معمولی، مقداری فشار هیدرولیکی داخلی ناشی از حضور آب به ساختار بتن اعمال می‌شود. این فشار داخلی، تغییر شکل بتن را به همراه دارد.