افزودنی های بتن
افزودنی های بتن چیست ؟
مواد اصلی تشکیل دهنده بتن عبارتند از سیمان، آب و مصالح سنگی، به طور کلی هر ماده دیگری که غیر از مواد اصلی به بتن (یا ملات یا دوغاب) در ضمن ساخت افزوده شود، ماده افزودنی نامیده می شود.
مواد افزودنی معمولا به صورت گرد یا مایع هستند و یک یا چند ویژگی بتن را تغییر داده، برخی از آنها را اصلاح می کنند و بعضا ممکن است سبب اختلال و بروز عیب در پاره ای از ویژگی های مطلوب بتن شوند.
انواع مواد افزودنی بتن عبارتند از:
مواد حباب ساز
مواد حباب ساز، حبابهای ریز هوا را در بتن ایجاد می کنند.تولید حباب هوا در بتن، سبب بهبود کیفیت بتن تازه از نقطه نظر کاهش نسبت آب به سیمان، کارایی بهتر، جلوگیری از جداشدن مواد و رو زدن شیره بتن می گرددو سبب پایداری بتن سخت شده دربرابر یخزدگی و مواد یخ زدا می شود و.وجود حباب هوا تاثیر چندانی بر کاهش مقاومت فشاری بتن ندارد.بلکه گاهی اوقات به علت کاهش نسبت آب به سیمان،در مجموع موجب افزایش مقاومت آن نیز می گردد.بتن با حباب هوا نفوذناپذیرتر از بتن معمولی است و از این رو مقاومت آن در برابر سولفات ها بیشتر خواهد بود.
تذکر مهم : عمده ترین مواد حباب ساز عبارتند از:صمغهای طبیعی چوب، چربیهای حیوانی یا نباتی و اسیدهای چرب آنها، صابونها . مواد پاک کننده، پایدار ماندن کف، از خواص ضروری آن است ودر غیر این صورت حباب ها در اثر وزن بتن خواهند ترکید.از این رو علاوه بر مواد کف زا مواد پایدار کننده حباب نیز افزوده می شود. معمولا حجم هوای وارده در بتن از (4%) تا (8%)است.در موقع لرزندان، مقداری از حبابهای هوا از بتن خارج می شوند که در صورت لزوم با افزودن میزان مواد حباب ساز این کمبود را جبران می کنند.
مواد کاهنده آب
مواد کاهنده آب برای کاهش مقدارآب اختلاط مورد نیاز در تولید بتن با روانی معین یا افزایش روانی بتن برای مقدار معینی آب به کار می روند.بسیاری از مواد کاهش دهنده آب می توانند باعث تاخیر در گیرش بتن شوند و برخی از آنها ممکن است تسریع کننده گیرش باشند و گروهی تولید حباب هوا نیز بنماید.مواد کاهنده آب با مقدار سیمان و اسلامپ ثابت، باعث افزایش مقاومت بتن با کاهش در بروز خطر آب انداختن یا رو زده شدن بتن و جداشدگی اجزا و کاهش نفوذپذیری بتن می گردند.
مواد کندگیرکننده
مواد افزودنی کندگیر کننده برای کاهش تاثیر هوای گرم برگیرش بتن، گاهی اوقات برای طولانی کردن زمان گیرش در کارهای حجیم مانند سدهای بزرگ بتنی یا پمپ کردن بتن در فواصل زیاد یا حمل بتن آماده در مسافتهای دور به کار می رون.مصرف این مواد معمولا موجب کاهش مقاومت اولیه بتن می شود.اغلب کندگیر کننده ها، روان کننده یا عامل کاهنده آب بتن نیز هستند.در برخی از آنها حباب هوا نیز ایجاد می شود.
مواد تسریع کننده (تند گیر کننده ها)
مواد تسریع کننده به منظور تسریع در گیرش، سخت شدن و کسب مقاومت زود هنگام به کار می روند.کلرو کلسیم از متداول ترین مواد تسریع کننده است، ولی اثر چندانی در پایین آوردن درجه حرارت یخ زدن بتن ندارد.قبل از مصرف، باید آن را در آب حل کرده و سپس به آب اختلاط بتن اضافه نمود.زیرا درصورت افزودن آن به صورت خشک، تکه های حل نشده در مخلوط ممکن است سبب بیرون پریدگی بتن سخت شده و ایجاد لکه های سیاه روی سطح بتن شود.مقدار کلرور کلسیم هیچگاه نباید از (2%)وزن سیمان در بتن غیر مسلح بتن تجاوز کند، چون سبب سفت شدن سریع و ازدیاد جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن می شود.مصرف آن به خاطروجود یون کلر، در بتن مسلح و قطعات بتنی که در آن تکه های آلومینیومی یا فولادی کار گذارده شده، یا احتمال بروز واکنش های قلیایی در مواد سنگی آن موجود باشد و یا درمعرض آب یا خاک سولفاته قرار گیرد، ممنوع است.
درصدهای معینی از سولفات ها سدیم و پتاسیم و هیدراکسیدهای سدیم و پتاسیم در تندگیر کردن بتن موثرند.مواد مضافی بر مبنای فرماتهای کلسیم و سدیم نیز ساخته شده اند که خورندگی آنها کمتر است.گاهی اوقات فرمات کلسیم و سدیم نیز ساخته شده اند که خورندگی آنعا کمتر است.گاهی اوقات فرمات کلسیم با مواد بازنده خوردگی مانند نتیراتها، بنزواتها و کرمتها مخلوط می شود.نیترات کلسیم و چند ترکیب دیگر نیز به عنواان تسریع کننده پیشنهاد شده اند.به طور کلی افزودن مواد تند گیر کننده، بیشتر برای فصول سرد و برداشتن قالب قبل از موعد است.اصولا طرح احتلاط صحیح بتن، گرم کردن آب و سنگدانه های آن و عایقکاری حرارتی قالبها به مصرف مواد تسریع کننده ارجحیت دارد.
مواد پوزولانی
مواد پوزولانی، مواد سیلیسی و آلومینیومی رآکتیوی هستند که هر گاه به خوبی آسیاب شوند و به صورت ذرات ریزی به نرمی سیمان در آیند، خود به خود با آب ترکیب نمی شوند، ولی در مجاورت موادی نظیر هیدرواکسید کلسیم، سولفات کلسیم و سیمان پرتلند در دمای عادی فعال شده و با آب ترکیباتی شبیه سیمان به وجودمی آورند که خاصیت چسبانندگی دارد.مواد پوزولانی مصنوعی نیز وجود دارند.سرباره کوره آهنگدازی، خاکستر زغال سنگ نرم شده، خاکستر نرم و دوده سلیس از این جمله اند.
مواد پوزولانی باعث کم کردن حرارت آبگیری سیمان، آب بندی نسبی بتن، کاهش واکنش قلیایی سنگدانه ها و حمله سولفاتها در بتن می شود.مواد پوزولانی را می توان جانشین بخشی از کلینگر در سیمان کرد.در این صورت کاهش مقاومت اولیه و 28 روزه بتن رخ می دهد، ولی مقاومت در عمرهای بیشتر افزایش یافته و نه تنها کمبود مقاومت جبران می گردد، بلکه گاهی اوقات افزایش نیز می یابد.
مواد روان ساز یا خمیری کننده
گاهی اوقات به علت شکل نامناسب دانه های سنگی، نامناسب بودن دانه بندی ا اشکال در انتخاب نسبتهای اختلاط، مخلوط بتن تازه خشن است.در این شرایط ممکن است، بهبود کارایی مورد نیاز باشد، به ویژه در حالتی که پرداخت سطوح بتنی با ماله مورد نظر است.
کارایی بهبود یافته ممکن است در بتن ریزی قطعات با میلگرد زیاد، پمپ کردن بتن و بتن ریزی توسط لوله نیز مورد استفاده قرار گیرد.بیشتر اوقات افزایش عیار سیمان یا دانه های ریز، کارایی مورد نیاز را تامین می کند.بهترین ماده روانساز، حباب هوا است و به ویژه در بهبود کارایی مخلوط های کم سیمان خشن موثر است.چون حبابهای هوا همانند لغزان ساز عمل می کنند.
در مخلوطهایی که مصالح رد شده از الکهای با چشمه 300 و 150 میکرونی آنها کم است.برای کمبود کارایی، افزودن مواد نرم شده پوزولانی یا بی اثر ( شیمیایی) متداول است.
روان کننده های ممتاز
این مواد گونه جدیدی از مواد افزودنی روان کننده و کاهش دهنده آب می باشند که دارای اثر روان کنندگی بیشتری هستند، به لحاظ شیمیایی مواد تغلیظ شده کربوکسیلات اتر کندگیر هستند.
روان کننده های ممتاز در بتن ریزی مقاطع پر آرماتور، نقاط غیر قابل دسترس، دال کفها یا راهها مصرف می شوند، بدون اینکه نیاز به مرتعش کردن داشته باشند.مصرف دیگر روان کننده های ممتاز تا (35%)از میزان آب بتن بکاهند و مقاومت 24 ساعته بتن را (50%) تا (75%) بالا برند.
مواد آب بند کننده
در بسیاری از مواقع به ویژه هنگامی که بتن در معرض فشار آب قرار گیرد، غیر قابل نفوذ بودن آن مطرح می شود.آب بند بودن بتن با مقدار سیمان و آب اختلاط و مدت عمل آوردن آن در شرایط مطلوب و مساعد ارتباط دارد.بتنهای با اسلامپ کم و نسبت آب به سیمان کمتر از49/0، چنانچه به نحو مناسبی ساخته و عمل آورده شوند، تقریبا آب بند هستند.موادی که برای آب بندی مصرف می شوند، معمولا مواد ضد رطوبت ( شامل اسید اولییک، اسید استاریک یا پنتاکلروفیل) و پوزولانها هستند.در صورت تولید سیمان آب بند کننده می توان از آن به جای سیمان پرتلند معمولی در آب بند کردن بتن استفاده نمود.
مواد افزودنی متفرقه
مواد افزودنی دیگری نیز وجود دارند که اهم آنها عبارتند از :
- مواد کمکی دوغاب ریزی وتزریق سیمان
- مواد تولید کننده گاز به منظور تولید بتن گازی، معمول ترین این پودر روی
- یا آلومینیوم است.
- مواد زبر کننده سطوح بتن به منظور جلوگیری از لغزش اجسام بر روی کفها
- مواد رنگی که به سیمان سفید یا پرتلند برای تولید بتن رنگی افزوده می شوند.
- ترکیبات عمل آورنده که برای جلوگیری از تبخیر آب از سطوح بتنی در شرایط گرم و ورزش باد، بر روی بتن پاشیده می شوند.
- مواد دیر گیر کننده سطوح بتنی، به منظور شستشوی خمیر آنها و نمایان شدن دانه های سنگ، که ممکن است روی قالب پاشیده یا مالیده یا به صورت ورقه های پیش ساخته بر روی قالب چسبانده شوند.
- امولسیونهای مواد پلاستیکی ( به طور مثال پلی وینیلها) که برای روکشهای سطوح کف یا انجام تعمیرات ولکه گیری مورد استفاده قرار می گیردند.
- مواد پیوندساز به منظور پیوند بهتر بتن کهنه وتازه که بیشتر از مواد پلیمری هستند.
- پلیمرهای ویژه که برای تولید بتنهای پلیمری مخصوص مصرف می شوند.
- سایر مواد گوناگون
