عملیات کف سازی بتنی

توضیحات

عملیات کف سازی بتنی

امروزه انجام عملیات کف سازی در پروژه های عمرانی کاربرد گسترده ای دارند. روسازی راه های پیاده رو، کف سازی سوله ها و انبارها ، محوطه سازی ها ، بتن ریزی پارکینگ های صنعتی و مسکونی و غیره نمونه هایی از کاربرد کف سازی های بتنی می باشد. در مقاله قصد داریم به طور کامل به مبحث کف سازی های بتنی با رویه های سیمانی یا رزینی پرداخته و نکات اجرایی کاملی از آن را بیان کنیم. جهت نگارش این مقاله از نشریات و آیین نامه های داخلی و خارجی مانند نشریه شماره ۷۳۱ با عنوان دستور العمل طراحی، اجرا و نگهداری روسازی بتنی راه ها ، استاندارد ملی ایران به شماره ۲۰۵۸۶ و همچنین تجربیات اجرایی پروژه های مختلف استفاده شده است.

آماده سازی بستر

معمولا روسازی های بتنی قرار است که بر روی زمین خاکی یا بتن قدیم اجرا شود.  در صورتی که این لایه بر روی زمین خاکی بنا می شود نیاز است قبل از هر کاری مواد مضر مانند گیاهان مختلف، ریشه های برجای مانده از گیاهان قدیم، خاک های مستعد تورم مانند خاک های گچی به طور کامل از سطح بستر راه برداشته شود.

گام دوم جهت آماده سازی بستر راه کوبیدن  آخرین لایه خاک با غلتک های فولادی است . جهت تراکم این لایه ابتدا باید آن را مرطوب کرد.  رطوبت سبب افزایش تراکم خاک بستر می شود.

بعد از انجام عملیات کوبیدن خاک باید عملیات زیر سازی بتنی راه انجام شود. مطابق توصیه های استاندارد ۷۳۱ می توان جهت اجرای لایه زیر اساس از سیمان، سنگ دانه ، ورق های ژئو تکستایل و بتن مگر استفاده کرد. عمدتا در عملیات مرسوم کف سازی بتنی از بتن مگر جهت انجام عملیات زیر سازی استفاده می شود.

بتن مگر مخلوطی شبیه بتن با عیار سیمان بین ۱۰۰ الی ۱۵۰ کیلوگرم در هر مترمکعب است. اگر بتن لایه نهایی مستقیما بر روی خاک اجرا شود رطوبت بتن توسط خاک جذب شده و از کیفیت بتن نهایی کاسته می شود .  اجرای لایه بتن مگر سبب ایجاد فاصله بین بتن اصلی روسازی و خاک لایه پیشین می شود. معمولا ضخامت لایه بتن مگر ۵  سانتی متر در نظر گرفته می شود.  معمولا جهت تسطیح لایه بتن مگر می توان از شمشه های بزرگ ۳ متری استفاده می شود.

بتن ریزی کف

بعد از عملیات زیر سازی با استفاده از بتن مگر نوبت به اجرای لایه نهایی کف سازی بتنی و اجرای بتن رویه می رسد. جهت اجرای با کیفیت بتن رویه توصیه می شود از بتن مسلح و شبکه آرماتور بندی استفاده شود.  استفاده از بتن مسلح جهت بتن ریزی علاوه بر افزایش مقاومت کششی و ظرفیت باربری بتن کف، از ترک خوردگی این بتن تحت عوامل مختلف نیز جلوگیری می کند.  حداقل پوشش بتنی روی میلگرد ها مطابق با توصیه نشریه شماره ۷۳۱، ۷٫۵ سانتی متر در شرایط محیطی عادی و ۹ سانتی متر در شرایط محیطی فوق العاده شدید ( به لحاظ خوردگی آرماتور ) باید لحاظ گردد.

جهت رعایت این فاصله می تواند از اسپیسر های پلاستیکی یا بتنی کمک گرفت. در صورتی که به هر دلیلی از شبکه آرماتور گذاری جهت مسلح سازی بتن استفاده نشود نیاز است با استفاده از الیاف فولادی ( ماکروسنتتیک) درون بتن به تقویت بتن پرداخت .

بعد از عملیات آرماتور بندی، عملیات بتن ریزی بتن کف آغاز می گردد.  نکته حائز اهمیت درکف سازی های بتنی ، چک کردن تراز های ارتفاعی بتن ریزی با استفاده از دوربین نقشه برداری است تا کار با کیفیت هر چه تمام تر اجرا گردد.

طبق جداول ارائه شده در نشریه ۷۳۱ حداقل مقاومت بتن باید ۳۰ مگاپاسکال در نظر گرفته شود. اما مطابق با توصیه ارائه شده در استاندارد ملی ایران به شماره ۲۰۵۹۸ می توان از بتن ریزی با حداقل مقاومت ۲۰ مگاپاسکال در کف سازی بتن استفاده کرد.

طرح مخلوط بتن

بتن استفاده شده در کف سازی بتنی می تواند به صورت دست ساز در محل کارگاه یا از کارخانه بتن خریداری شود.  طرح اختلاط این بتن باید منطبق بر موارد زیر باشد.

• مقدار عیار سیمان باید حداقل ۳۳۵ کیلوگرم در هر مترمکعب در نظر گرفته شود. استفاده از عیار پایین تر سیمان می تواند کاهش مقاومت بتن و افزایش نفوذ پذیری بتن گردد.
• شن و ماسه استفاده شده در بتن مورد استفاده در کف سازی بتن باید دارای مقاومت سایشی بالا باشد تا در اثر عبور و مرور وسائل نقلیه دچار آسیب و شکستگی نگردد. همچنین حداکثر اندازه اسمی سنگدانه مطابق توصیه نشریه ۷۳۱ باید محدود گردد.  افزایش حداکثر اندازه سنگدانه در بتن می تواند سبب افزایش تخلخل و تفوذ پذیری بتن شده و دوام آن را تحت تاثیر قرار دهد.
• نسبت آب به سیمان در بتن مورد استفاده در کف سازی بتنی باید محدود گردد. استفاده از نسبت آب به سیمان بالا سبب کاهش مقاومت مکانیکی بتن و افزایش نفوذپذیری بتن و در نتیجه کاهش دوام آن می گردد.

خلاصه ای از الزامات بتن مورد استفاده در کف سازی بتنی مطابق با جدول زیر است:

 

افزودنی های مورد استفاده در بتن

کف سازی بتنی علاوه بر اینکه تحت عبور و مرور مداوم وسائل نقلیه قرار می گیرند می تواند تحت بار نقطه ای زیاد ( مانند شرایط حاکم در انبار ها ) و تحت نفوذ رطوبت و عوامل مخرب گردد.  علاوه بر آن هرگونه ترک و خرابی در بتن زیرین می تواند کیفیت رویه کف سازی نهایی ( به طور مثال کف سازی های اپوکسی یا پلی اورتان ) را به طور کامل تحت الشعاع قرار دهد. به همین سبب بتن ریخته باید دارای کیفیت سازه ای بالایی باشد. در همین زمینه افزودنی های زیر جهت استفاده در کف سازی های بتن توصیه می شود.

الف) الیاف : الیاف جزء جدایی ناپذیر دال ها و کف سازی های بتنی می باشد. یکی از پر مصرف ترین الیاف مورد استفاده در این بتن الیاف پلی پروپیلن یا الیاف پ پ است.  این الیاف بر مسلح سازی بتن می تواند سبب کاهش ترک خوردگی بتن ( تحت عواملی همچون جمع شدگی ) گردد.  استفاده از الیاف pp  همچنین می تواند میزان باز شدگی ترک را به میزان زیادی کاهش داده و از نفوذ رطوبت و املاح مخرب به درون بتن جلوگیری کند.  معمولا توصیه می شود جهت کسب ویژگی های مطلوب، به میزان ۱ الی ۳ کیلو گرم الیاف پ پ  با طول ۱۲ میلی متر در بتن استفاده گردد.

نکته قابل اهمیت در هنگام استفاده از این الیاف در بتن این است که اگر به صورت تنها ( به صورت الیاف به جای استفاده از ژل میکروسیلیس الیاف دار) در بتن استفاده شود باید زمان کافی جهت اختلاط کامل این محصول در بتن در نظر گرفته شود.

دیگر الیاف مرسوم مورد استفاده در بتن الیاف فلزی یا الیاف  ماکروسنتتیک است. همانطور که در بخش قبل اشاره شد از الیاف معمولا در صورتی در بتن استفاده می شود که از شبکه آرماتور جهت مسلح سازی بتن استفاده نشده باشد.

افزودنی های فوق روان کننده بتن

استفاده از افزودنی های فوق روان کننده در بتن مورد استفاده در کف سازی بتنی امری اجتناب ناپذیر است.  دلیل این امر نیز واضح است. استفاده از افزودنی های بتن علاوه بر افزایش مقاومت مکانیکی و نفوذ ناپذیری بتن، سبب پرداخت راحت تر و صاف تر سطح نهایی کار شده و کیفیت کار به طرز محسوسی بالا خواهد رفت.

استفاده از افزودنی های بتنی زیر به ترتیب اولویت جهت استفاده در بتن کف سازی پیشنهاد می گردد.

 

ژل میکروسیلیس الیاف دار

این محصول ترکیبی از فوق روان کننده های بتنی ، پودر میکروسیلیس ، الیاف پلی پروپیلن و افزودنی های پایدار ساز می باشد.

استفاده از پودرمیکروسیلیس در طرح اختلاط بتن سبب بهبود خواص بتن تازه و سخت شده خواهد شد.  استفاده از این محصول علاوه بر افزایش مقاومت مکانیکی و دوام بتن، سبب کاهش قابل ملاحظه میزان نفوذ آب در بتن نیز می گردد. علاوه بر جذب آب بالای میکروسیلیس میزان جداشدگی و آب انداختگی سطح بتن را، که از عوامل آسیب زای رایج تر کف سازی های بتنی می باشد، را کاهش می دهد.  علاوه بر وجود الیاف پلی پروپیلن درون این محصول سبب اختلاط بهتر الیاف در محیط بتن می شود.  این محصول مناسب ترین گزینه جهت استفاده در کف سازی های بتنی است و طبیعتا نسبت به سایر گزینه ها از قیمت بالاتری برخوردار است.

میزان مصرف این محصول عمدتا بین ۵ الی ۱۰ درصد وزن سیمان می باشد.

افزودنی فوق روان کننده با خاصیت افزایش دهنده ویسکوزیته بتن 

همانطور که در قسمت قبل شرح داده شده استفاده از افزودنی های فوق روان کننده جزء جدایی ناپذیر افزودنی های بتن کف سازی می باشد.  افزودنی فوق روان کننده اصلاح کننده ویسکوزیته ، فوق روان کننده ای بر پایه پلی کربوکسیلات اتر بوده که با استفاده از رزین های لیگنو سولفونات اصلاح می گردد.  ساختار منحصر به فرد این افزودنی سبب می شود که بتن علاوه بر دارا بودن میزان اسلامپ و روانی مطلوب دارای کمترین میزان جداشدگی و آب انداختگی باشد.

مصرف این افزودنی بسته به نوع بتن ریزی پروژه معمولا بین ۰٫۳ الی ۱ درصد وزن سیمان می باشد.

استفاده از افزودنی های فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات اتر

پلی کربوکسیلات اتر نسل سوم افزودنی های بتنی می باشدکه علاوه بر افزایش قابل ملاحظه اسلامپ و کارپذیری بتن، سبب افزایش مقاومت مکانیکی و پیوستگی بتن سازه نیز می گردد. این افزودنی می تواند بسته به نوع بتن ریزی پروژه در گرید معمولی، حفظ اسلامپ یا دیرگیر نیز ارائه گردد. میزان مصرف این افزودنی ۰٫۴ الی ۱ درصد وزن سیمان می باشد.

 افزودنی حباب هوازا

حتما هنگام عبور ار کف سازی های بتنی که در فضای باز اجرا می شود و سطح نهایی آن دچار کنده کنده شدگی های متعدد شده است را مشاهده کرده اید.  یکی از دلایل بروز چنین پدیده های چرخه های متعدد یخ زدن و آب شدن در حفرات موئینه بتن می باشد. استفاده از حباب هوازا مورد تاکید نشریه شماره ۷۳۱ می باشد و در موارد متعددی به آن اشاره شده است.  افزودنی های حباب هوازا سبب ایجاد حفرات همگن در بتن شده و از خرابی های متعدد کف سازی های بتنی در معرض شرایط یخ زدگی آب جلوگیری می کند.

لازم به ذکر است که استفاده از حباب هوازا می تواند سبب کاهش مقاومت های مکانیکی بتن گردد.  به همین دلیل باید در پروژه های با حساسیت بالا مصرف این محصول به صورت کنترل شده و از پیش آزمایش شده باشد تا خطری از جانب این موضوع بتن را تهدید نکند.

کف سازی های پایه سیمانی

کف سازی های پایه سیمانی عمدتا جهت افزایش مقاومت سایشی ، دوام و زیبایی بتن کف مورد استفاده قرار می گیرد.  بدین صورت که پس از ریختن و پخش بتن در کف و بعد از طی زمان  ۲ الی ۳ ساعت ( پس از گیرش اولیه بتن و قبل از گیرش نهایی و کسب مقاومت ) بسته به نوع بارگذاری، میزان تردد و بار ترافیکی و کیفیت مد نظر سطح نهایی می توان از انواع کف سازی های پایه سیمانی استفاده کرد.  این محصولات در دو نوع ارائه شده که در زیر به معرفی آن ها می پردازیم:

 کف سازی های پایه سیمانی از نوع خشکه پاش

این محصول پودری میکرونیزه شده و دانه بندی شده می باشد که بر پایه کانی های پرمقاومت سیلیس وکوارتز ،  رزین های پلیمری و در صورت لزوم رنگدانه های با دوام ارائه می شود.  ترکیب این پودر با بتن کف سبب ایجاد لایه سیلیکاتی سخت بر روی سطح بتن شده و به عنوان یک کف سازی مقاوم و ضد سایش جهت کف سازی محوطه سازی ها، پارکینگ ها، و کف سازی سازه های سوله مورد استفاده قرار می گیرد. زیبایی ظاهری ضخامت کم ( ۱ الی ۲ میلی متر) و دارا بودن مقاومت مکانیکی و سایشی بالا در کنار قیمت مقرون به صرفه از ویژگی های این نوع کف سازی بتن می باشد.

اجرای این محصول بدین صورت است که پس از پخش و تسطیح سطح بتن با شمشه ، پودر این محصول به صورت خشگه پاش قبل از پدیده آب انداختگی احتمالی بر روی سطح پخش می شود. پودر مربوطه با سیمان درون بتن واکنش داده و سبب ایجاد لایه ای سخت خواهد شد. جهت تسطیح کامل سطح بتن معمولا از ماله های پروانه ای شکل جهت تسطح سطح نهایی کار استفاده می شود. در انتها جهت از بین بردن پستی و بلندی های اندک احتمالی میتوان با استفاده از ساب بتن به یک سطح کاملا صاف و دکوراتیو دست یافت.  میزان مصرف این پودر خشکه پاش عموما ۴ الی ۵ کیلوگرم پودر در هر متر مربع می باشد.

کف سازی بتن پایه سیمانی از نوع ملاتی

کف سازی های بتنی از نوع ملاتی ، پودر های دانه بندی شده از نوع ملاتی هستند که بر پایه سیمان، سنگدانه های پر مقاومت کوارتز، و رزین های پلیمری اصلاح کننده می باشد. پس از اضافه کردن آب به مقدار مورد نظر به پودر محصولات ملاتی با پیوستگی بالا حاصل شده که این ملات بر روی سطح نهایی کار تسطیح و ماله پروانه می گردد.  این نوع کف سازی دوام، مقاومت سایشی، و یکپارچگی بیشتری نسبت به کف سازی حشکه پاش داشته و در مراکز با حساسیت بیشتر اجرا می گردد.

ضخامت نهایی کف سازی ملاتی اجرا شده بین ۱ الی ۲ سانتی متر بستگی به کاربردی مد نظر خواهد بود.  میزان مصرف ای پودر در ۲۲ کیلوگرم پودر به ازای هر متر مربع کف سازی به ضخامت ۱ سانتی متر خواهد بود. کیفیت نهایی کف سازی اجرا شده با روش ملاتی به ساب نهایی آن باز میگردد که به صورت عادی یا الماسه ( با کیفیت خیلی بالاتر) انجام خواد شد.

از این نوع کف سازی در کف انبار ها و سالن های تولید کارخانجات و سرد خانه ها، کف سازی محوطه های نیروگاهی و بنادر، و سالن های دپو محصولات با تردد بالای لیفت تراک مورد استفاده قرار می گیرد.

 

عمل آوری بتن

پس از اجرای کفسازی های بتنی نوبت به عمل آوری بتن می رسد.  عمل آوری کف سازی های بتنی از اهمیت فوق العاده بالایی برخوردار است.  ساختار صفحه ای بتن در این کف سازی ها سبب حضور سریع آب در سطح بتن و تبخیر آن می شود.  تبخیر آب بتن می تواند سبب ایجاد ترک خوردگی های متعدد در سطح بتن گردد.  انجام فرآیند عمل آوری بتن می تواند با آب پاشی مداوم، پهن پلاستیک خیس یا مواد غشا ساز عمل آورنده بتن انجام شود.  این ماده که تحت استاندارد ملی ایران به شماره ۸۲۸۸ تولید می گردد یکی از روش مورد تاکید در نشریه شماره ۷۳۱ می باشد.

صرفه جویی در مصرف آب ، راحتی اجرا ، کیفیت بالاتر و مقرون به صرفه بودن این محصولات سبب استفاده روز افزودن از مواد غشا ساز عمل آورنده بتن در پروژه های بتنی خصوصا پروژه های کف سازی بتن می گردد. میزان مصرف مواد غشا ساز عموما ۲۰۰ الی ۳۰۰ گرم در هر متر مربع بوده و در دو نوع پایه آب و پایه حلال به بازار عرضه می شود.

 

مطابق با نشریه شماره ۷۳۱ استفاده از ترکیبات عمل آوری در دو مرحله توصیه می شود زیرا:

• سبب ایجاد پوشش ضخیم تر شده و در نتیجه مقاومت بیشتری در برابر تبخیر آب از خود نشان می دهد.
• موجب اطمینان بیشتر از پوشش یکنواخت سطح بتن می شود.

مراحل اول و دوم استفاده از ماده عمل آوری بتن باید به ترتیب ظرف مدت ۱۰ و ۳۰ دقیقه پس از کامل شدن عملیات ایجاد بافت ( یک کف سازی های پایه سیمانی ) انجام گیرد.

در صورتی که از ضخامت لایه بتنی اجرا شده کمتر از ۷ سانتی باشد توصیه می گردد . مصرف مواد غشا ساز تا دو برابر میزان مرسوم افزایش پیدا کند.

ایجاد درز در بتن (درز اجرایی ، درز انقباض )

آخرین مرحله در اجرای کف سازی بتنی مربوط به ایجاد درز های بتن می باشد.

درز های اصلی بتن عموما به دو نوع درز های اجرایی و درز های انقباضی طبقه بندی می شود.  ( درز های انبساطی را می توان در زیر مجموعه درز های انقباضی در نظر گرفت.)

درز های اجرایی عموما در محل قطع بتن ریزی و بتن ریزی مجدد ایجاد می گردد.  این نقاط به دلیل ضعف ساختاری، استعداد بالایی در نفوذ آب و املاح خورده به داخل بتن خواهد داشت.

درز های انقباضی معمولا به جهت عدم ترک خوردگی سطح بتن انجام می گیرد.  همانطور که می دانید با انجاج فرآیند هیدراسیون سیمان حجم بتن اندکی کاهش پیدا می کند.  این کاهش حجم می تواند در ابعاد بالا سبب ترک خوردگی بتن گردد.

در روش تخصصی و اصولی اجرای کف سازی های بتن سعی برآن است که درز های انقباضی و درز ها اجرایی بر روی هم افتاده و به نوعی یکدیگر را پوشش دهند.  نحوه اجرایی درز در بتن بسیار متنوع است. یکی از روش های ایجاد درز استفاده از اره (saw cut) می باشد.

مطابف نشریه شماره ۷۳۱ ایجاد درز معمولا در دو مرحله انجام می گیرد:

• برش اولیه: این برش محل ضعیف شده ای برای ایجاد ترک در کف سازی را فراهم می کند و معمولا نقش درز های انقباضی را ایفا می کند. این درز ها بسته به سطح اجرای بتن می تواند در جهت طولی یا در دو جهت عمود بر هم طولی و عرضی اجرا شود.
• برش های پهن: این برش ها عمدتا به منظور فرآهم نمودن فضایی جهت اعمال مواد درز گیر ایجاد می شود. عمق و اندازه درز این برش ها به نوع مواد درز گیر بستگی دارد.

مطابق با نشریه شماره ۷۳۱ عملیات برش اولیه درز بین ۴ تا ۲۴ ساعت پس از پخش بتن و قبل از ایجاد ترک های انقاضی غیر قابل کنترل انجام می شود.  این مدت زمان به دمای محیط و بتن، شرایط آب و هوایی، وضعیت گیرش بتن و تغییر خصوصیات مخلوط بتن بستگی دارد. برش زود هنگام سبب جداشدن سنگدانه از کف سازی شده و برش دیرهنگام می تواند به وقوع ترک در نقاط دیگر دال بینجامد. عملیات برش ثانویه برای قرار گیری مواد درزگیر باید حداقل ۷۲ ساعت پس از عملیات پخش بتن صورت گیرد.

مرسوم ترین و بهترین نوع مواد درز گیر ، ماستیک های پلی اورتان انعطاف پذیر می باشد.  این مواد علاوه بر دارای بودن مقاومت بالای شیمیایی در شرایط محیط ، دارا قابلیت تغییر طول تا دو برابر عرض اجرا شده را دارا می باشد. علاوه بر آن استفاده از این ماستیک ها می تواند سبب ایجاد آب بندی کاملا در محل درز گردد.

اجرای کف سازی های رزینی مانند اپوکسی یا پلی اورتان

در پروژه های خاص مانند پارکینگ های مجتمع های تجاری ، سوله های مواد دارویی یا شیمیای، صنایع لبنی ، محوطه های ورزشی و … می توان بر روی کف سازی بتن اجرا شده ، کف سازی رزینی از نوع اپوکسی یا پلی اورتان را اجرا نمود.  این کف سازی دارای دوام بالایی در مقابل شرایط بهره برداری سخت و همچنینکیفیت بسیار برخوردار بودن از مقاومت مکانیکی بالا از دیگر ویژگی های مطلوب این نوع کف سازی می باشد.  اجرای این کف سازی می تواند در دو لایه شامل روش پرایمر و رنگ (روش کلاسیک) و یا ۳ لایه شامل پرایمر ، ماستیک و رنگ (روش پوست پرتقالی) اجرا گردد.

در صورت نیاز می توان جهت زیر سازی این کف سازی ها از ملات خود تراز سیمانی یا اپوکسی استفاده کرد.