۱۰ افزودنی بتن کفسازی و بررسی کاربرد هر یک!

امروزه بتن یکی از محبوب‌ترین موادی است که در پروژه‌های کفسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما اجرای صحیح کفسازی بتنی و رفع معایب آن، نیازمند استفاده صحیح و بجا از افزودنی بتن مناسب است. افزودنی‌های بتن، موادی پودری یا مایع هستند که در راستای بهبود خواص بتن تازه و خشک شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد انواع مختلفی دارند که بسته به شرایط مختلف، مانند: اقلیم، آب و هوا و … بکار گرفته می‌شوند. در این مقاله از بلاگ رامکا، ضمن آشنایی با ۱۰ گونه از مهم‌ترین انواع افزودنی‌ بتن کفسازی، به بررسی شرایط، نوع و مقدار مصرف افزودنی بتن کفسازی به صورت کامل و کاربردی می‌پردازیم. پس با ما همراه باشید.

انواع افزودنی‌ بتن کفسازی

حدوداً در سال ۱۹۴۰ میلادی، اولین افزودنی بتن به نام حباب‌ساز ساخته و استفاده شد. بعد از آن نیز در سال ۱۹۶۰، نفتالین در ژاپن برای کاهش نیاز آب به بتن اضافه شد. معمولاً هدف هر ماده افزودنی، افزایش کیفیت بتن است. یکی از مواد پر مصرف در صنعت نوین بتن، انواع روان کننده بتن است. برخی از دیگر مواد مثل پوزولان نیز برای ساخت بتن، به عنوان جایگزین سیمان به کار می‌روند.

علاوه بر تمام خواص و موارد ذکر شده برای بتن مرغوب، بتن کفسازی نیز باید چند ویژگی اصلی داشته باشد که در ذیل به آن اشاره می‌شود:

• میزان دوام بتن کفسازی باید بسیار زیاد باشد.
• به دلیل ارتباط با زمین و هوای آزاد، نفوذپذیری بتن کفسازی باید در حد صفر باشد.
• میزان شکل‌پذیری بتن کفسازی، باید در حدی باشد که در اثر انقباض یا نشست زمین ترک نخورد.

تمام ویژگی‌های مذکور در بتن کفسازی، با بکارگیری نوعی از افزودنی بتن امکان‌پذیر می‌شود و لازم است برای عملیاتی شدن آن، افزودنی‌ بتن کفسازی به بتن تازه (مواد اولیه) و بتن در حال گیرش اضافه شود.

۱) پوزولان‌های مورد استفاده در کفسازی‌های بتنی

پوزولان ماده‌ای با ابعاد ریز است که به دلیل خواص باطنی خود، به نوعی چسبندگی دارد. به همین دلیل می‌توان تا حدی از این مواد به جای سیمان در بتن استفاده کرد. پوزولان به دلیل کاهش نفوذپذیری بتن، دوام بتن را افزایش می‌دهد و از آن‌جا که بتن کفسازی معمولاً در شرایط محیطی شدید قرار دارد، بهتر است از یک بتن بادوام برای کفسازی استفاده شود. پوزولان حرارت هیدراسیون را کم می‌کند و این ویژگی در تابستان بسیار حائز اهمیت است، زیرا با کم شدن حرارت، انقباض و جمع‌شدگی ناشی از حرارت در بتن کاهش می‌یابد.

میکروسیلیس به دو دلیل جایگزین عالی برای سیمان است؛ اول کاهش حرارت هیدراسیون و دوم، سخت بودن ذرات سیلیس که بیشتر از جنس سیلیسیوم اکسید SiO₂ هستند. اگر قرار باشد از پودر میکروسیلیس به عنوان مکمل پوزولانی در کفسازی استفاده شود، بهترین مقدار مصرف حدوداً۱۰% وزن سیمان است. البته استفاده از ژل میکروسیلیس نیز در بتن کفسازی بسیار کاربردی است.

یکی از مزایای مهم ژل میکروسیلیس، کاهش خلل و فرج بتن است. ژل میکروسیلیس، ناحیه انتقالی بین سیمان و سنگدانه را تقویت کرده و در نتیجه، منجر به افزایش مقاومت بتن می‌شود. در نظر داشته باشید ضعف این ناحیه در بتن معمولی، قدرت اتصال دو جسم سخت سیمان و سنگدانه را تا حدود ۳۰% کاهش می‌دهد.

۲) انواع روان کننده بتن

استفاده از روان کننده بتن در کفسازی، به فصل اجرای بتن بستگی دارد. روان کننده بر پایه لیگنوسولفات، به دلیل دیرگیری و افزایش اسلامپ برای فصل تابستان مناسب است. اگر قرار است از روان کننده قوی‌تر مثل نفتالین یا کربوکسیلات استفاده شود، بهتر است از مواد تندگیر یا زودگیر سیمان هم استفاده شود. استفاده از ابر روان کننده رادون و ابر روان کننده پالادیوم شرکت رامکا برای ساخت بتن کفسازی با کیفیت، بسیار مناسب است.

برای مثال اگر در طرح اختلاط بتن نیاز به الیاف باشد، استفاده از روان کننده قوی بر پایه کربوکسیلات توصیه می‌شود. روان کننده پایه لیگنوسولفات را از حدود ۰٫۵% تا ۱٫۵% وزن سیمان به بتن اضافه می‌کنند. ابر روان کننده پایه کربوکسیلات نیز مقدار کمتر و در حدود ۰٫۱% تا ۱% وزن سیمان به مخلوط سیمانی افزوده می‌شود.

۳) دیرگیر کننده بتن

اگر حین اجرای بتن به هر دلیلی تسطیح و ماله پروانه زدن نیاز به زمان زیادی داشته باشد، دیرگیر بتن نیاز اساسی پروژه خواهد بود؛ زیرا این افزودنی امکان کم بودن نیروی کار یا میزان سرعت کار را از حالت پیش‌بینی شده بسیار کمتر خواهد کرد. میزان مصرف دیرگیر کننده باید توسط شرکت تولیدی اعلام شده و به اطلاع کاربران برسد. در نظر داشته باشید مصرف زیاد این ماده، بتن را دچار مشکلات فراوانی خواهد کرد.

دیرگیر کننده در بتن، نقش خریدن زمان برای اجرای کار را دارد. این افزودنی با کند کردن روند گیرش سیمان، حرارت هیدراسیون را متعادل کرده و در نتیجه، بتن در اثر اختلاف دما با محیط ترک نمی‌خورد. استفاده از این افزودنی بین ۰٫۱% تا ۰٫۸% مرسوم است. این مقدار حداکثر باید توسط شرکت تولیدکننده مشخص شود.

در کفسازی بتنی در صورت بزرگ شدن پروژه، ایجاد درز سرد بسیار محتمل است و استفاده از دیرگیر بتن، از بروز درز سرد جلوگیری می‌کند. لازم به ذکر است در صورت افزودن بیش از حد دیرگیر بتن، امکان از دست رفتن بتن و جدا شدن دانه بتن بسیار زیاد خواهد بود. از این رو بهتر است استاندارد ASTM C494  را که در آن به طور مفصل محدودیت‌های استفاده از این افزودنی شرح داده شده است، مطالعه نمایید.

۴) ضد یخ بتن کفسازی

از جمله انواع افزودنی‌ بتن کفسازی، می‌توان به ضد یخ بتن اشاره کرد. موضوع یخ زدن بتن پیش از رسیدن به مقاومت ۵ مگاپاسکال، زمینه‌ساز تخریب آن پیش از گیرش است. مقدار مصرف ضد یخ بتن کفسازی به عیار سیمان و دمای هوا بستگی دارد. اگر دمای هوا بین ۰ تا ۵ درجه سانتی‌گراد باشد، ضد یخ با ۱% وزنی سیمان بتن با عیار ۴۰۰ کیلوگرم را کاملاً محافظت خواهد کرد، ولی در دمای ۱۵- درجه سانتی‌گراد، بتنی با عیار ۳۰۰ کیلوگرم ضد یخ به سختی توسط ۵% وزنی سیمان بتن را از یخ زدن حفظ خواهد کرد.

ضد یخ را به دو دسته بدون کلر برای سازه دارای میلگرد و کلر دار برای بتن فاقد میلگرد تقسیم‌ کرده‌اند. وجود یون کلر در ضد یخ باید توسط شرکت تولیدکننده اعلام شود. معمولاً ضد یخ پودری، دارای یون کلر بوده و باید از مصرف ناآگاهانه آن در بتن آرمه خودداری نمود. در برخی موارد برای جلوگیری از صدمه دیدن بتن کفسازی به دلیل حوادث پیش‌بینی نشده – مثل عبور حیوانات در زمان تعطیلی کارگاه – از این مواد استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: انواع کفسازی بتن

۵) افزودنی‌های کاهنده جمع‌شدگی

ترک خوردن و انقباض بتن کفسازی، به دلیل کاهش رطوبت بتن است. پس لازم است از انواع افزودنی‌ بتن کفسازیِ کاهنده آب برای تعدیل رطوبت بتن استفاده کرد. این مواد بر پایه انبساط در بتن کار می‌کنند. تغییر حجم بتن از ابتدای ریختن بتن شروع می‌شود. برای کند کردن روند مصرف شدن آب و کاهش رطوبت، باید موادی با ترکیبات آلی به بتن اضافه نمود تا از ترک خوردن بتن جلوگیری شود. میزان اثرگذاری مواد افزودنی کاهنده آب، به عوامل مختلفی وابسته است. نسبت آب به سیمان و نوع سنگدانه مصرفی که چه میزان جذب آب دارد، در مقدار لازم افزودنی مؤثر است. این افزودنی در هر سه مرحله پلاستیک، زمان خشک شدن و جمع شدن، بتن را به تعادل می‌رساند.

جلوگیری از تبخیر آب در منافذ مویینه سیمانی، سبب حفظ رطوبت بتن در زمان طولانی‌تر می‌شود. مقدار استفاده از این افزودنی بین ۱% تا ۲% مرسوم است. این مقدار از افزودنی، بین ۳۰% تا ۵۰% جمع‌شدگی بتن را کاهش می‌دهد.

۶) مواد متاسیلیکاتی در بتن کفسازی

متاسیلیکات سدیم سبب گیرش سریع بتن می‌شود. از این رو معمولاً پس از اجرای کفسازی بتن، به صورت پوشش سطحِ روی بتن از این مواد استفاده می‌شود. هدف اصلی از کاربرد این مواد، ساخت بتن ضد فرسایش است. نوع پودری این مواد و استفاده از ماله برقی، متداول‌ترین روش استفاده از این افزودنی است.

بیشتر بخوانید: کفسازی بتنی

مقاومت سایشی سطح بتن تقویت شده با این روش، حدود ۵ برابر نمونه معمولی خواهد شد. ضخامت اجرایی این مواد، بسیار کم و فقط جهت پوشش دادن است. این لایه برای باربری در نظر گرفته نمی‌شود.

۷) حباب هواساز و نقش آن در بتن کفسازی

از آن‌جا که سیکل ذوب و یخبندان، بتن را به نابودی می‌کشاند، لازم است از افزودنی خاصی مثل حباب هوا ساز بتن استفاده شود. یکی از راه‌های جلوگیری از یخ زدن آب بتن، ایجاد حفره در بتن برای محبوس کردن آب در جسم بتن است. این مواد افزودنی که با نام سورفکتانت مشهور هستند، حبابی ریزتر از ۰٫۲ میلی‌متر ایجاد می‌کنند. سورفکتانت‌ها از دو قسمت آب دوست و آب گریز تشکیل شده‌اند و نه تنها کارایی بتن را افزایش می‌دهند، بلکه عملیات اجرای بتن را آسان می‌کنند.

گاهی اوقات، آب در حفرات تا دمای ۲۰- درجه سانتی‌گراد هم یخ نمی‌زند. در هنگام یخ زدن بتن، آب موجود در هوای بتن فشرده می‌شود. برای درک بهتر این موضوع یک بطری پر از آب را در نظر بگیرید. اگر درب بطری بسته باشد، بطری به هنگام یخ زدن ترک می‌خورد، ولی اگر درب آن باز باشد، با افزایش حجم یخ بیرون می‌ریزد.

۸) چسب بتن

استفاده از چسب بتن در کفسازی دو لایه بسیار مرسوم است. بتن کفسازی در لایه زیرین آن لایه ضعیف یا بتن مگر اجرا می‌شود، اما لایه رویی باید دارای خواص مقاومتی مناسب بوده و در برابر ضربه و سایش مقاوم باشد. چسب بتن ‌اندکی مقاومت کششی را زیاد می‌کند و نسبت به وزن خود تحمل نیروی زیادی دارد. از چسب بتن برای درزگیری و اتصال قطعات کفسازی نیز استفاده می‌شود. یکی از مکان‌های مستعد خرابی درز بین دو قطعه است. اگر این ناحیه توسط مواد مناسب مثل چسب بتن تقویت شود، عمر مفید کفسازی بسیار افزایش می‌یابد. اگر در شرایطی محدودیتی برای استفاده از دیرگیر بتن وجود داشته باشد، چسب بتن یک جایگزین ایمن برای جلوگیری از درز سرد خواهد بود.

چسب بتن بر اساس ساختار شیمیایی تشکیل دهنده، به دو دسته اپوکسی و لاتکسی تقسیم می‌شود. چسب اپوکسی که یکی از انواع افزودنی‌ بتن کفسازی است، برای تأمین مقاومت و چسب بتن لاتکسی بیشتر برای آب‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای ترمیم بتن کفسازی نیز چسب بتن عملکردی بسیار عالی دارد. این افزودنی در ایجاد ناحیه اتصالی قوی بین بتن قدیمی و جدید بسیار مناسب است.

۹) الیاف‌های مورد استفاده در کفسازی بتنی

معمولاً در بتن کفسازی از یک شبکه آرماتور برای افزایش مقاومت و بخصوص افزایش شکل‌پذیری استفاده می‌شود، ولی در سیستم پیشرفته اجرای بتن، موادی مثل الیاف جایگزین میلگرد می‌شوند. از میان انواع متعدد الیاف موجود در بازار، الیاف پلی پروپیلن و فلزی برای کفسازی بسیار مناسب هستند. الیاف پلی پروپیلن به دلیل اجرای آسان و زنگ نزدن، توسعه بسیار بیشتری دارند.

استفاده از الیاف بتن، اندکی میزان اسلامپ بتن را کم می‌کند. برای حفظ روانی بتن، باید به آن روان کننده قوی اضافه نمود. این ویژگی روانی، سطح بتن را صاف کرده و در برابر عوامل مخرب ایمن خواهد نمود. استفاده از ماله برقی در این بتن، بعضاً نیاز به ۱۰ ساعت پرداخت برای ایجاد سطحی باکیفیت دارد. لازم به ذکر است که در بتن کفسازی، میزان مصرف الیاف پلی پروپیلن بین ۱ تا ۴ کیلوگرم در متر مکعب است و هر چه طول این الیاف بیشتر شود، باید در مصرف زیاد آن تدبیر ویژه‌ای اندیشید.

بیشتر بخوانید: مراحل و روش اجرای کفسازی بتنی

۱۰) فیلر‌های سخت سایش

از دیگر انواع افزودنی‌ بتن کفسازی می‌توان به فیلرهای سخت سایش اشاره کرد. به طور معمول، این مواد با نام مواد ریزدانه سخت‌کننده در بازار عرضه می‌شوند. ذرات سخت، از جمله سنگدانه ریز یا ماسه سیلیسی و پودر شیشه یا سنگدانه گرانیتی کروی به بتن اضافه می‌شوند و علاوه بر افزایش مقاومت سایشی سطح بتن، نفوذپذیری آن را هم کاهش می‌دهند. در راستای افزایش مقاومت سایشی، برخی به اشتباه از پودر سنگ آهک برای سخت کردن سطح بتن استفاده می‌کنند، حال آنکه این ماده برای ساخت ملات باتارد مناسب است. پودر کربنات کلسیم برای ساخت بتن سازه‌ای در مقدار محدود و تحت شرایط ویژه قابل استفاده است. این پودر به تنهایی مقاومت زیادی نداشته و به عنوان پوشش موقت در سطوح استفاده می‌شود وپس از مدتی در اثر ورود ضربه خرد شده و به گرد تبدیل می‌شود.

در این مقاله سعی کردیم به صورت کاملاً کاربردی، شما را با انواع افزودنی‌ بتن کفسازی و کاربرد آن‌ها آشنا کنیم و توضیحاتی را در باب میزان مصرف و تأثیر این مواد در بتن بیان نماییم. البته پیشنهاد ما به شما این است که برای اطلاع از نحوه صحیح و مقدار دقیق مصرف، با کارشناسان و متخصصان زمینه بتن رامکا مشورت نمایید تا بتوانید بتنی مطلوب و با کارایی مناسب تهیه کنید.