امروزه بتن به عنوان یکی از مهم‌ترین مصالح مهندسی در صنعت ساختمان، با توسعۀ سریع اقتصاد بازار جهان و افزایش پروژه‌‍‌های ساختمانی به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، هنوز مشکلات زیادی در کاربردهای عملی بتن در صنعت ساختمان‌سازی وجود دارند. از جملۀ این مشکلات، مقاومت در برابر انتشار کلرید، افت اسلامپ، انقباض و ترک‌خوردگی بتن در سنین پایین و تنظیم حرارت هیدراتاسیون بتن هستند. این مشکلات عمدتاً به دلیل وجود حباب‌های هوا با اندازه‌های بزرگ و به میزان زیاد بوجود می‌آیند که مضر بوده و در حین فرآیند اختلاط بتن تازه ایجاد می‌شوند. کاهش این حباب‌های مضر برای بهبود عملکرد بتن بسیار ضروری است.

  بتن درواقع یک مادۀ چندفازی است که از فازهای جامد، مایع و گاز تشکیل شده است. بنابراین بوجود آمدن حباب‌های هوا در آن یک امر طبیعی و اجتناب ناپذیر است. زمانی که محتوی هوای موجود در بتن به بیش از 4% برسد و منجر به ایجاد حباب‌های هوا با قطر بزرگتر از 100 نانومتر شود، کیفیت بتن ایجاد شده کاهش یافته و استحکام آن کم می‌‌شود. همچنین تحقیقات بسیاری نشان داده‌اند که با افزایش هر یک درصد هوا، استحکام فشاری بتن بین 4 تا 6 درصد کاهش می‌یابد. حباب‌های هوا ضخامت موثر لایۀ تقویت شدۀ بتن را کاهش داده و فرآیند کربونیزیشن در سطح بتن را سرعت می‌بخشند. این امر بر مقاومت در برابر خوردگی بتن تاثیر گذاشته و حباب‌های بزرگ هوا همزمان سوراخ های لانه زنبور شکلی در درون بتن تولید شده ایجاد می‌کنند که مقاومت آن را کاهش می‌دهند.

  اندازه، تعداد و چگونگی توزیع حباب‌های هوا در بدنۀ بتنی اثر قابل توجهی بر کارایی، استحکام و دوام بتن در کاربردهای عملی مهندسی دارد. عوامل ضدکف بطور معمول برای از بین بردن حباب‌های مزاحم به مخلوط بتنی اضافه می‌شوند. انواع مختلفی از ضدکف‌ها در صنعت بتن وجود دارند. توسعۀ سریع صنعت بتن، الزامات بیشتری را در مورد افزودنی‌های مورد استفاده در بتن، بویژه عملکرد عوامل روان‌کننده و کاهندۀ آب ایجاد کرده‌است. عوامل روان‌کنندۀ پلی‌کربوکسیلاتی جدیدترین نسل ترکیبات کاهندۀ آب هستند. قدرت کاهندگی زیاد آب، پراکندگی خوب و حفظ انعطاف پذیری از جمله ویژگی‌های این نوع روان‌کننده‌‌ها هستند. این ویژگی‌ها باعث شده زمینه کاربرد آنها بسرعت گسترش پیدا کرده و بتدریج جایگزین نفتالین، ملامین و سایر کاهنده‌های آبی با راندمان بالا شوند. با این وجود، بدلیل ساختار مولکولی این ابرروان‌کنندۀ پلی کربوکسیلاتی، حباب‌های بیشتری در هنگام اختلاط مواد سیمانی بهمراه آن به بتن وارد می‌شود که اندازۀ این حباب‌های هوا یکنواخت نیستند و این امر باعث می‌شود کیفیت بتن تحت تأثیر قرارگیرد.

  طبق مطالب ذکر شده در فوق، بهبود کارایی بتن با افزودن یک کف‌زدای مناسب جهت رفع نیازهای تولید ضروری است. به عنوان مثال، در هنگام استفاده از ابرروان‌کننده‌های پلی‌کربوکسیلاتی در مخلوط بتنی، نیاز به یک عامل کف زدا با سازگاری خوب با عامل کاهندۀ آب است که تاثیر کمی بر میزان کاهش آب عامل روان‌کننده و کارایی بتن داشته باشد. ضدکف نیز یک افزودنی شیمیایی است که به طور گسترده برای مهار حباب‌های مضر و بزرگ در بتن تازه استفاده می‌شود. با کاهش این حباب‌های مضر و بهینه‌سازی ساختار منافذ بتن، کف‌زداها می‌توانند خواص مکانیکی و عمر مفید بتن‌های سخت شده را بهبود بخشند.

ضدکف و کف‌زدا

  انواع مختلفی از عوامل ضدکف در صنعت مواد شیمیایی ساختمان وجود دارند. از جملۀ آنها ارگانوسیلوکسان‌ها، سیلیکون‌ها و اترهای پیوند شدۀ حاوی آمین، ایمین و آمیدها هستند. این ترکیبات مانع از تولید کف می‌شوند اما زمان کف‌زدایی طولانی‌تری دارند. آنها همچنین در محیط‌هایی با رنج خورندگی گسترده مانند دماهای بالا، محیط‌های اسیدی و قلیایی قوی پایدار هستند. از ضدکف‌ها معمولا به طورگسترده برای حذف فوم‌های مضر در فرآیند تولید لاتکس، آهارزنی نساجی، تخمیر موادغذایی، زیست پزشکی، پوشش‌ها، پتروشیمی، کاغذسازی، شستشوهای صنعتی و در سایر صنایع استفاده می‌شود. از سوی دیگر، کف‌زداها شاید نتوانند مانع ایجاد کف در مخلوط شوند و ارتفاع ستون کف بالاتری داشته باشند اما با سرعت بالایی کف ایجاد شده را از بین می‌برند.  بیشتر کف‌زداهایی که در حال حاضر در مخلوط‌های بتنی استفاده می‌شوند، مواد شیمیایی کامپوزیتی بر پایۀ پلی اترهای اصلاح شده و پلی سیلوکسان‌های اصلاح شده هستند.

  چگونه برای مخلوط بتنی مورد نظر خود ضدکف انتخاب کنیم؟

  تغییر مقاومت بتن عمدتاً تحت تأثیر محتوی هوای بتن پس از افزودن کف‌زدا و عامل حباب‌زای هوا است. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که با افزایش مقدار عامل کف‌زدا، میزان هوای موجود و سرعت کاهش آب در مخلوط بتنی کاهش می‌یابد. در موارد شدید، خونریزی و سوراخ‌شدگی در قسمت‌های کف و پایینی عمق بتن تولیدشده نیز رخ می‌دهد که کارایی بتن را بدتر می کنند. بنابراین در حین استفاده از عامل کف‌زدا باید به سه نکته توجه شود:

1-    عامل ضدکف مخصوص در تولید بتن با فوق‌روان‌کننده‌های پلی‌کربوکسیلاتی، محتوی گاز حاصل از فوق‌روان‌کنندۀ مذکور را کاهش داده و موجب پیوستگی و چسبندگی بیشتر دوغاب بتنی می‌شود. این عامل کف‌زدا، حباب‌های بزرگ و ناهمگون حاصل از ترکیبات پلی کربوکسیلیک اسیدی را از بین برده و حباب‌های کوچکی را ایجاد می‌کند که باعث افزایش یکنواختی در ساختار بتن تولید شدۀ نهایی می‌شوند.

2-    عامل ضد کف باید باتوجه به نوع عامل کاهندۀ آب و روان‌کنندۀ مورد استفاده در مخلوط بتنی انتخاب شود.

3-    عامل ضدکف دارای قابلیت پخش قوی توسط آب و مواد افزودنی است و درصورت رکود طولانی مدت براحتی از مخلوط جدا می‌شود. بنابراین توصیه می‌شود که در حین این مدت، همزدن مخلوط بتنی ادامه یابد.

4-    عامل ضدکف ممکن است به دلیل قلیایی بودن عملکرد و کارایی بتن را کاهش دهد. بنابراین بهتر است  از استفادۀ از آن، زمانی که pH مخلوط معادل 10 یا بیشتر است اجتناب شود.

   سبد محصولات شرکت پترونیک پلیمرغرب در زمینۀ ضدکف و کف‌زدا:

 به‌منظور ساخت و تولید بتن‌هایی با مقاومت مناسب، کاهش حباب‌های مضر و بهینه‌سازی ساختار منافذ بتن، شرکت پترونیک پلیمر غرب از جملۀ بهترین تولیدکنندگان و تامین‌کنندگان مواد شیمیایی باکیفیت در ایران، محصولات ضدکف و کف‌زدای متناسب با روش تولید بتن مورد نظر شما را ارائه می‌نماید. این شرکت محصولاتی همچون ضدکف قابل استفاده در ابرروان‌کننده‌های پلی‌کربوکسیلاتی و ضدکف قابل استفاده در مخلوط‌های بر پایۀ لیگنو سولفونات و نفتالین سولفونات را که در تولید بتن یکنواخت و عاری از حباب‌های مضر هوا نقش اصلی را ایفا می‌کنند، با بهترین کیفیت در اختیار مشتریان قرار می‌دهد.

منابع:

https://doi.org/10.3390/ma15217492

https://www.linkedin.com/pulse/how-choose-defoamer-concrete-industry-rechie-dou/

The Influence of Different Antifoaming Agent on Concrete.PDF