بتن قوی و بادوام در حالی که یکی از مقرون به صرفه ترین مصالح ساختمانی است، تقریبا برای هر نوع سطح خارجی مناسب است. بتن مخلوطی از سیمان پرتلند، آب و سنگدانه هایی مانند ماسه، سنگ یا شن است. برای سخت شدن و ثبات استحکام و قدرت بتن، نیاز به زمان دارد؛ اما افزودن کلرید کلسیم به مخلوط اجازه می دهد تا سریع تر سفت و سخت شود و قدرت اولیه آن را افزایشمی دهد. به طور کلی استفاده از کلرید کلسیم عملکرد را بهبود بخشیده و هزینه ها را کاهش می دهد.
کلرید کلسیم سرعت هیدراتاسیون سیمان را تسریع می کند. کاهش زمان گیرش به محافظت از بتن تازه نصب شده کمک می کند. این اثر بیشتر در هوای سرد قابل مشاهده است. بتن آماده در دمای زیر 70 درجه فارنهایت و حتی بیشتر بین 30 درجه فارنهایت تا 50 درجه فارنهایت، آهسته تر سخت می شود. این بدان معناست که گیرش بتن می تواند در پاییز و زمستان به زمان بیشتری نیاز داشته باشد.
در اینجا نگاهی دقیق تر به نحوه عملکرد کلرید کلسیم در تولید بتن با کیفیت بالا می اندازیم:
کلرید کلسیم چه اثراتی بر خواص شیمیایی مخلوط بتن دارد؟
کلرید کلسیم حرارت هیدراتاسیون را تسریع می کند.
هنگامی که کلرید کلسیم در مخلوط بتن وجود دارد، گرمای هیدراتاسیون با سرعت بیشتری اتفاق می افتد. بنابراین بتن می تواند در 10 تا 12 ساعت هیدراته شود.
افزایش کل میزان هیدراتاسیون همیشه اساسی و قابل توجه نیست. در دمای زیر انجماد که در آن محتوای آب بتن تازه، سریع تر کاهش می یابد، بیشتر مشهود است.
کلرید کلسیم بر تورم سنگدانه ها تاثیر می گذارد.
وقتی از سیمان قلیایی سطح بالا با سنگدانه های خاص استفاده می شود، بتن ممکن است به دلیل تورم سنگدانه ها رو به افول رفته و خراب شود. کلرید کلسیم می تواند این واکنش را تقویت کند.
با این حال اگر باید در مخلوط بتن از سیمان قلیایی استفاده شود، سیمان قلیایی سطح پایین یا سنگدانه های غیر واکنشی توصیه می شود.
کلرید کلسیم باعث کاهش مقاومت در برابر حمله سولفات می شود.
سولفات ها می توانند با یون های کلسیم و آلومینیوم واکنش نشان داده و در نتیجه موادی تشکیل می شوند که بتن را مختل می کنند. این مواد شامل سولفات کلسیم و هیدرات های سولفوآلومینات کلسیم هستند. کلرید کلسیم می تواند مقاومت در برابر این فرآیند را کاهش دهد.
کلرید کلسیم چه تاثیراتی بر خواص فیزیکی بتن دارد؟
افزودن کلرید کلسیم به مخلوط بتن در خواص فیزیکی بتن برای مصارف تجاری و مسکونی دارای اثرات زیر است:
زمان گیرش بتن
افزودن کلرید کلسیم به بتن می تواند زمان گیرش آن را تا دو سوم کاهش دهد. با افزودن 2٪ کلرید در دمای 50 درجه فارنهایت، زمان های تعیین شده برای گیرش بتن در دمای 70 درجه فارنهایت بدون افزودنی قابل دستیابی است.
استانداردها در زمان تنظیم کلرید کلسیم متفاوت است. بر اساس الزامات، زمان لازم برای گیرش اولیه هنگام استفاده از کلرید کلسیم باید حداقل 1 ساعت کوتاه تر شده و سریع تر انجام شود.
نسبت سیمان به آب
کلرید کلسیم می تواند باعث سفت شدن زودرس بتن و در نتیجه کاهش از دست دادن آب مخلوط شود، اما در کل مقدار آب مورد نیاز برای دستیابی به رکود یا قوام معین را کاهش نمی دهد. از نظر نسبت آب به سیمان، کلرید تأثیر قابل توجهی در تقویت ندارد.
مقاومت در برابر یخ زدگی
سخت شدن سریع بتن مقاومت اولیه را در برابر یخ زدگی و ذوب شدن به وجود می آورد. اما ممکن است کلرید کلسیم مقاومت کمتری برای بتن بالغ فراهم کند. با این وجود، این ویژگی در فصل زمستان زمانی که بتن تازه روکش شده ممکن است در معرض نمک های یخ زدایی قرار گیرد، بسیار مهم است.
اثرات کلرید کلسیم بر خواص مکانیکی بتن چیست؟
اثرات مکانیکی اولیه کلرید کلسیم شامل افزایش قدرت فشاری، به ویژه در دماهای پایین تر است. سرعت سخت شدن بتن را تسریع می کند. افزایش قدرت در سه روز اول ممکن است از 30 تا 100 درصد متغیر باشد. با این حال، اگر مقدار مورد استفاده بیشتر از استانداردهای پذیرفته شده باشد، مقاومت بتن کاهش می یابد.
مزایای استفاده از کلرید کلسیم در مخلوط بتن چیست؟
به طور خلاصه، مزایای افزودن کلرید کلسیم به بتن، عبارتند از:
- تسریع در سرعت سیکل
- افزایش قدرت اولیه
- جلوگیری از آسیب یخ زدگی
- کاهش از دست دادن آب
- زمان سریع تر انجام کار
- کاهش هزینه ها
- بهبود کارایی
هنگامی که کلرید کلسیم به مخلوط بتن اضافه می شود، بتن می تواند بارها و فشارها را خیلی زودتر تحمل کند. همچنین هنگام استفاده از خاکستر بادی نیز مفید است. جایگزینی نیمی از سیمان پرتلند با خاکستر بادی می تواند هزینه ها را افزایش دهد، اما افزودن شتاب دهنده می تواند کمک کننده باشد؛ البته در صورتی که منع قانونی برای استفاده نداشته باشد.
کلرید کلسیم علاوه بر کاهش مقاومت سولفات و افزایش تورم سنگدانه ها، می تواند انقباض خشک را نیز افزایش دهد. انقباض بتن سخت شده با از دست دادن آب می تواند باعث ترک خوردگی و پیچ خوردگی شود. کلرید کلسیم این روند را افزایش می دهد. میزان افزایش این روند بستگی مستقیم به نوع سیمان، میزان افزودنی وارد شده، دوره پخت و شرایط محیطی دارد.
همچنین استفاده از شتاب دهنده می تواند باعث شوره زنی بتن گردد. در برخی موارد، رسوب مایل به سفید روی سطوح بتنی سخت شده ایجاد می شود و قابل حل در آب نیست. البته رسوب را می توان با اسید کلریدریک رقیق حذف کرد.
از سویی کلرید کلسیم می تواند باعث خوردگی فولاد تقویت کننده نیز گردد. فولاد هنگام نفوذ رطوبت به بتن کمتر محافظت می شود، زیرا با قرار گرفتن در معرض هوا شروع به کربناته شدن می کند و قلیائیت خود را از دست می دهد.
چگونه کلرید کلسیم به مخلوط بتن اضافه می شود؟
کلرید کلسیم به اشکال مختلف موجود است. می توان آن را به شکل گلوله و سایر گرانول ها و یا به شکل ورقه ای تهیه کرد.
همه اشکال کلرید کلسیم محلول در آب هستند. محلول نباید مستقیما با سیمان تماس داشته باشد؛ زیرا سریع تر سفت می شود. فرایند توصیه شده این است که محلول را در آب رقیق کرده و سپس با سنگدانه ها مخلوط شوند.
