نقش افزودنی های بتن چیست؟

 در شرایط خاص ، استفاده از افزودنی های بتن مختلف برای ساخت بتن های خاص ضروری است. پس از ظهور مواد افزودنی حباب هواساز در دهه 1940 ، استفاده از آن در هوای سرد و مناطقی که دمای هوا به زیر صفر می رسد و آب بتن منجمد می شود ، توسعه یافته است. امروزه این ماده یکی از پر کاربرد ترین افزودنی ها در مناطق سردسیر مانند آمریکای شمالی ، کانادا و برخی از کشورهای اروپایی است.

تولید فوق روان کننده ها ، ابتدا نفتالن فرمالدئید در ژاپن در دهه 1960 و بعدا ملامین در آلمان ، ممکن است نقطه عطفی در صنعت افزودنی بتن بوده باشد. در ابتدا از این مواد برای کاهش آب و دستیابی به عملکرد پایدار استفاده می شد و پس از چند سال نقش این افزودنی با ظهور بتن های با مقاومت بالا اهمیت بیشتری پیدا کرد. امروزه بتن های مختلف مانند بتن های با مقاومت بالا ، بتن های مقاوم و بتن های پوزولان بالا (سرباره کوره های آهن گدازی و خاکستر بادی) با این مواد تولید می شوند تا در شرایط خاص و همچنین برای اهداف و خواص ویژه مورد استفاده قرار گیرند. 

 در این بتن که نیازی به ارتعاش و خود متراکم شدن ندارد ، مشکل ارتعاش را در اشکال تقویت شده عظیم و در مکان هایی که فشرده سازی مشکل است حل کرده است. این بتن با وجود راندمان بالا ، خطر جداسازی سنگدانه و خمیر بتن را ندارد ، در حالی که عملکرد و افت آن برای مدت طولانی ثابت می ماند ، می تواند بتن با مقاومت بالا ، دوام و مقاومت مناسب ایجاد کند. در طرح اختلاط این بتن باید نسبت های خاصی رعایت شود. به عنوان مثال ماسه حدود 50 درصد حجم جامدات بتن و ماسه حدود 40 درصد حجم ملات را تشکیل می دهد. با توجه به خواص مواد ریز ، نسبت آب به مواد ریز و گرد و غبار بین 0.9 تا 1 است.

نسبت دقیق آب به سیمان و میزان فوق روان کننده مخصوص مواد مختلف با آزمون و خطا تعیین می شود. این بتن در زیر آب با استفاده از افزودنی دیگری که ویسکوزیته بتن را افزایش می دهد مورد استفاده قرار می گیرد. در شرایط مختلف استفاده و نگهداری بتن در سازه ها یا در شرایط خاص آب و هوایی و محیطی ، یک طرح اختلاط خاص مورد نیاز است که امکان استفاده از افزودنی های بتن را فراهم می آورد. افزودنی های بتن در محیط هایی استفاده می شود که نیاز به ریختن سریع بتن دارند یا در مواقعی که برای مقابله با سرما و یخبندان ضروری است ، و همچنین در تماس مستقیم ساختار با آب و مبارزه با عواملی که باعث ریزش بتن می شود ، مورد استفاده قرار می گیرد. در شرایط مختلف ، نحوه استفاده و میزان ترکیب این افزودنی ها قابل تغییر است.

مواد افزودنی بتن

سیمان پرتلند به عنوان یکی از اجزای بتن ، کمی قبل یا در حین اختلاط به منظور افزایش خواص بتن ، به صورت پودر یا مایع به بتن اضافه می شود ، این ماده غیر از سنگدانه و آب است.

- خطا در میزان افزودنی بتن می تواند نتایج منفی در بتن با افزودنی ها ، بتن تازه یا سخت شده ایجاد کند.
- مواد افزودنی به دو گروه شیمیایی و معدنی تقسیم می شوند.
- مواد اضافی

تعریف مواد افزودنی بتن

این ماده ای است که در حین تولید کارخانه با سیمان پرتلند یا کلینکر آسیاب می شود تا کیفیت خاصی کسب کند یا به تولید کمک کند. اگر در حین اختلاط مقدار کمی از بتن با مواد افزودنی ، مواد و اجزاء مخلوط شود. موادی مانند میکروسیلیس که هنگام ترکیب با کامپوزیت های بتن برای بهبود خواص بتن در کارگاه اضافه می شوند ، افزودنی نامیده می شوند. مقدار این مواد در تعیین نسبت اختلاط در نظر گرفته می شود.

خواص مواد افزودنی بتن

    افزایش مقاومت اولیه را تسریع کنید
    کنترل واکنش های قلیایی سیمان با سنگدانه ها
    زمان تنظیم را افزایش دهید
    افزایش بهره وری بدون نسبت آب به سیمان
    تهیه بتن با مقاومت بالا ، بتن مقاوم در برابر انجماد و ذوب مکرر

خواصی که می توان بدون استفاده از افزودنی های بتن به دست آورد

    صلاحیت
    مقاومت
    توان مالی
    قابلیت اطمینان و قدرت آب بندی

می توان آن را بدون استفاده از افزودنی ها با انتخاب مواد مناسب و نسبت های دلخواه ، مخلوط و رعایت صرفه اقتصادی به دست آورد.

مواد افزودنی شیمیایی به مواد افزودنی بتن

    مواد افزودنی حباب ساز
    افزودنی های کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)
    تأخیر در افزودنی ها

افزودنی شتاب دهنده بتن

    شتاب دهنده های بتنی
    شتاب دهنده های شاتکریت
    روان کننده ها و روان کننده ها

مواد افزودنی حباب ساز

- این مواد حباب های بسیار نا مربوط کوچکی را در هوا تشکیل می دهند. (قطر حباب کمتر از 0.05 میلی متر)
- این حباب ها قابلیت اطمینان بتن را در برابر رطوبت ، یخ زدگی ، ذوب شدن مکرر و مواد شیمیایی انجماد افزایش می دهند.
- کارایی بتن تازه و نفوذ ناپذیری بتن سخت شده بطور قابل توجهی افزایش می یابد.

افزایش مقاومت بتن در برابر پوسته پوسته شدن

    افزایش بهره وری و کاهش جداسازی دانه و آبیاری بتن تازه

    افزایش مقاومت بتن در برابر سولفات ها (نسبت آب به سیمان کم ، مقدار کافی سیمان مناسب ، افزودنی حباب هوا) بهترین مقاومت در برابر حمله آب سولفاته را دارد.

افزودنی های کاهنده آب (روان کننده ها و فوق روان کننده ها)این مواد برای کاهش میزان مصرف آب تحت شرایط جریان بتن یکسان یا افزایش سرعت جریان بتن در شرایط مصرف آب یکسان استفاده می شود.

- کاهش میزان اختلاط آب در مقابل عملکرد پایدار بتن و ملاتگیربکس های معمولی مخلوط بتن را حداقل 5 درصد و گیربکس های قدرتمند را حداقل 12 درصد کاهش می دهد.
- معمولاً حباب هوا در بتن ایجاد می کند. (حداکثر حباب های هوای قابل قبول 7٪ بتن حبابی و 3٪ بتن معمولی است)
- در صورت استفاده از افزودنی ها برای کاهش نسبت آب به سیمان در بتن رو به ثابت ، باعث افزایش مقاومت فشاری ، کاهش انقباض و کاهش نفوذ پذیری نسبی بتن می شود.

مواد افزودنی کندگیر کننده

    این مواد برای به تاخیر انداختن بتن استفاده می شود.
    وقتی دمای بتن تازه بالای 30 درجه سانتی گراد باشد
    جبران اثر شتاب دهنده دمای هوا بر سخت شدن بتن
    بستن اولیه دوغاب بتن یا سیمان را در شرایط سخت بتن ریزی به تأخیر بیندازید
    انتقال بتن در مسافت های طولانی
    استفاده از این مواد می تواند گیرش بتن را به مدت حداقل 1.5 و تا سه ساعت به تأخیر بیندازد.

انواع کندگیر کننده بتن

    بازدارنده های معمولی بدون خاصیت کاهنده آب
    بازدارنده های کاهنده آب با حداقل 5 درصد کاهش آب
    آبگیر کننده های قوی با حداقل 12 درصد کاهش آب
    عموماً مقاوم کننده های خط اول 10٪ مقاومت فشاری و خمشی بتن را در مقایسه با بتن کنترلی 1 روزه تا یک ساله دارند.
    بازدارنده های ردیف 2 و 3 می توانند مقاومت را تا 10 درصد در مقایسه با بتن کنترل افزایش دهند.

مواد افزودنی تسریع کننده

مواد افزودنی تسریع کننده برای تسریع در گیرش بتن:

    افزایش مقاومت بتن در سنین پایین تر
    برای قوانین ریختن بتن در هوای سرد مناسب است.
    زمان حفاظت موقت را حداقل تا یک ساعت تا 3.5 ساعت کاهش می دهد
    مقاومت سه روزه حداقل 25٪ بیشتر از بتن کنترلی
    استفاده از شتاب دهنده ها اغلب انقباض خشک شدن ، انقباض حرارتی را افزایش می دهد و همچنین ترک خوردگی ناشی از جمع شدن خمیر را افزایش می دهد.

مواد خمیری کننده و روان ساز

بتن تازه گاهی اوقات به دلیل برخی خواص سنگدانه ها مانند شکل نامناسب و دانه بندی یا اختلاط نامناسب عملکرد لازم را نشان نمی دهد:

    این مواد برای بهبود عملکرد بتن تازه و بهبود مخلوط های درشت استفاده می شوند.
    بتن ریزی عناصر با تقویت چگالی بالا
    بتن ریزی با پمپ یا قیف و لوله
    پرداخت بتن با ماله آهن

در بیشتر موارد ، عملکرد مطلوب را می توان بدون استفاده از این مواد ، با افزایش عیار یا ریز سیمان ، یا با تغییر نسبت دانه بندی و اختلاط به دست آورد. بهترین روان کننده حباب هوا است. حباب های ریز هوا مانند گلوله عمل می کنند و به ویژه در بهبود عملکرد مخلوط های درشت کم سیمان موثر هستند.

مواد افزودنی معدنی بتن

- موادی به شکل ذرات معدنی بسیار ریز که خاصیت خاصی را بهبود می بخشند یا خواص خاصی را در بتن ارائه می دهند.
- عملکرد و انسجام بتن تازه ، مقاومت و نفوذ پذیری بتن سخت شده و تغییر رنگ بتن از جمله خواص مواد معدنی است.

کلام آخر

انواع مواد افزودنی به بتن غیر از آب ، سیمان و سنگدانه که سه جزء اصلی بتن هستند ، افزودنی نامیده می شوند. کلمه افزودنی ناخودآگاه یادآور ادویه ای است که ما برای افزایش طعم و عطر به غذا اضافه می کنیم ، اما مواد افزودنی ملموس  و فراتر از آن هستند. مواد افزودنی بتنی در مصالح مختلف در بتن استفاده می شود. بیشتر مواد افزودنی بتن برای اصلاح و بهبود مکانیسم های واکنش هیدراتاسیون به بتن اضافه می شوند و برخی دیگر با تغییر ساختار خمیر سیمان بدون هیچ واکنش خاصی به بهبود کیفیت بتن کمک می کنند.