کاربرد کلرید کلسیم در بتن
کلسیم کلرید یک تسریع کننده برای بتن هاست و با نرخ 9 بیلیون یارد مکعب در سال بدین منظور تولید می‌شود. کلسیم کلرید زمان گیرش بتن ها را 30-50 درصد بیشتر می کند. این اثر بیشتر در مخلوط هایی با نسبت بالاتر سیمان به شن و در هوای سرد دیده می‌شود. همچنین کلرید کلسیم در فرآیند هیدراتاسیون سیمان نقش دارد که منجر به گیرش سریع بتن و به دست آوردن بتن با مقاومت اولیه بالا می‌شود. در ادامه این مقاله در شرکت شیمی گستر آران درباره نقش کلسیم کلرید و کاربرد کلسیم کلرید در سیمان و بتن توضیحاتی کامل برایتان دادیم، با شیمی گستر تا انتهای این مقاله همراه باشید.
افزودن کلسیم کلرید
در مقاله های قبل با انواع کاربرد های کلرید کلسیم آشنا شده ایم. همه‌ی شکل های کلرید کلسیم می‌تواند در سیمان و بتن ها استفاده شود. ترجیح داده می‌شود از کلسیم کلرید مایع در فرمولاسیون بتن استفاده شود، اما محصولات جامد هم استفاده می‌شوند. محصول پرک سریع تر از محصول حبه ای در سیمان حل می‌شود. در زمان استفاده باید مراقب بود که کلرور کلسیم با سیمان تماس پیدا نکند، چرا که منجر به گیرش سریع آن می‌شود به خاطر همین توصیه می‌شود ابتدا با آب رقیق شود و سپس به سیمان اضافه شود.
اثرات کلسیم کلرید روی خواص فیزیکی بتن
زمان گیرش
کلرور کلسیم باعث می‌شود زمان گیرش اولیه و نهایی کاهش یابد. کلرور کلسیم بیشتر در دماهای پایین‌تر استفاده می‌شود اما استفاده از کلرید کلسیم در هوای داغ توصیه نمی‌شود، چرا که باعث افزایش بسیار سریع زمان گیرش که در نهایت استفاده از بتن و قرار دادن بتن در محل مورد نظر سخت تر خواهد شد. استانداردهایی در این زمینه وجود دارد که بیان می‌کند درصورتی که کلسیم کلرید استفاده شود باید زمان گیرش اولیه، حداقل یک ساعت نسبت به سیمان مرجع کاهش یابد.
نسبت آب به سیمان
کلرید کلسیم به طور قابل توجهی نسبت آب به سیمان را کاهش نمیدهد و به نظر نمی‌رسد که نقش غالبی در تقویت بتن را داشته باشد.
انجماد و ذوب
سیمان های کلسیم کلرید چون به سرعت سفت و سخت می‌شوند مقاومت اولیه در برابر آسیب های ناشی از انجماد را افزایش می‌دهد. بتن های مخصوص در دمای پایین می‌توانند با مخلوطی از کلسیم کلرید، گل رس های متفاوت و افزودنی های دیگر تهیه شود تا دیگر این مشکل وجود نداشته باشد.
انقباض خشک
بسته به مقداری که کلسیم کلرید اضافه می‌شود، شرایط محیطی و زمان گیرش و نوع سیمان باعث افزایش انقباض خشک می‌شود.
شوره زنی و پوسته پوسته شدن
به خاطر استفاده از کلسیم کلرید در بتن ها، باعث ایجاد شوره یا سفیدک روی سطح بتن ها می‌شود. چون این شوره‌های سفیدرنگ در آب محلول نیستند باید از اسید کلردریک استفاده کرد. کلسیم کلرید باعث کاهش پوسته پوسته شدن نمی‌شود اما باعث کاهش زمان خراب شدن بتن هایی می‌شود که دوره خشک شدن مناسبی نداشته اند.
اثرات کلسیم کلرید روی خواص شیمیایی بتن
حملات سولفاتی
کلرور کلسیم یک اثر منفی روی بتن ها دارد؛ زمانی که بتن در معرض سولفات قرار می‌گیرد، سولفات با یون های آلمینیوم و کلسیم باعث ایجاد کلسیم سولفات و هیدرات های سلفونو آلومینات کلسیم می‌شود.
واکنش های قلیایی
هنگامی که از سیمان هایی با قلیاییت بالا به همراه انواع خاصی از سنگدانه ها استفاده می‌شود، خراب شدن بتن به دلیل انبساط یا تورم سنگدانه ها اتفاق می افتد. مشخص شده است که کلرید کلسیم موجود در بتن ها واکنش قلیایی را تشدید می کند. اگر در چنین شرایطی از کلرید کلسیم استفاده شود، انبساط ممکن است با استفاده از سیمان کم قلیایی، پوزولان (pozzolan) یا یک سنگدانه غیر واکنشی کنترل شود.
تقویت کننده خوردگی فولاد
در بتن حاوی کلرید کلسیم، لایه پایداری وجود دارد که از فولاد در برابر محیط خارجی محافظت می کند اما این لایه نمی تواند با همان کارایی حفظ شود و در این ناحیه پتانسیل خوردگی وجود دارد. استفاده از کلرید کلسیم برای بتن های پیش‌تنیده (prestressed concretes) ممنوع است.
اثرات کلسیم کلرید بر رفتار مکانیکی بتن
مقاومت فشاری
از آنجایی که کلرید کلسیم به عنوان تسریع کننده در بتن استفاده می شود، سرعت سفت شدن بتن را افزایش می‌دهد. استانداردهایی وجود دارد که به افزایش حداقل 125 درصدی نسبت به بتن شاهد را در 3 روز نیاز دارد، اما در 6 ماه یا یک سال فقط 90 درصد از نمونه شاهد نیاز است. در مقایسه با بتن معمولی و بتن کلرید کلسیم، افزایش مقاومت ممکن است بین 30 تا 100 درصد در سه روز اول تغییر کند. مقادیر کلرید کلسیم بیش از استانداردهای پذیرفته شده باعث کاهش استحکام بتن می‌شود.
استحکام خمشی
استحکام خمشی با افزودن کلرید کلسیم به اندازه مقاومت فشاری افزایش نمی‌یابد. افزودن کلرید کلسیم در بتن باعث افزایش انقباض بتن می شود.
نکات مهم در هنگام استفاده از کلسیم کلرید در بتن ها:
- کل مقدار کلسیم کلرید نباید بیشتر از 2 درصد باشد.
- کلسیم کلرید می‌تواند به عنوان محلول یا به عنوان بخشی از آب مخلوط کننده به شن ها اضافه شود.
- اگر کلسیم کلرید به عنوان بخشی از آب مخلوط کننده استفاده شود، باید مجموع کل آب مخلوط شدن کاهش یابد.
- معمولا توصیه می‌شود کلسیم کلرید به آب اضافه شود و سپس به سیمان و بتن استفاده شود.
- هیچگاه از آب گرم یا ولرم برای انحلال کلسیم کلرید استفاده نشود.
نتیجه گیری
در این مقاله با مزیت های کلرید کلسیم (CaCl2) از جمله استحکام اولیه بالا، کاهش زمان گیرش نهایی، کاهش ریزش و بهبود کارایی آشنا شدیم. شرکت شیمی گستر آران به عنوان تولید کننده کلرید کلسیم شناخته می‌شود. در صورت تمایل به خرید این محصول با ما تماس بگیرید.