افزودنی های بتن

در دنیای بتن از برخی مواد به عنوان افزودنی جهت تغییر خصوصیات بتن استفاده می‌شود. اگر کاربر بخواهد خصوصیات بتن را آنطور که در نظر دارد بهبود بخشد، باید از افزودنی های بتن استفاده کند. هر یک از مواد افزودنی برای تغییر یک ویژگی خاص از بتن به کار گرفته می‌شوند. بنابراین، برای شناخت انواع افزودنی های بتن بهتر است این مقاله را تا انتها بخوانید.

افزودنی های بتن چیست؟

افزودنی های بتن مواد ویژه‌ ای هستند که در هنگام اختلاط به منظور افزایش خواص بتن تازه، به آن اضافه می‌شوند. انواع افزودنی ها به مخلوط بتن اضافه می‌شوند تا برای بهبود رفتار بتن در شرایط مختلف آب و هوایی استفاده شوند.

مواد افزودنی با ایجاد تغییر در خصوصیات بتن سخت شده، هزینه ساخت را به حداقل می‌رسانند و کیفیت بتن را در هنگام مخلوط کردن، حمل و نقل،، عمل آوری و غلبه بر موارد اضطراری خاص در حین عملیات بتن ریزی افزایش می‌دهند.

هدف استفاده از افزودنی های بتن

  • برای افزایش یا کاهش زمان گیرش مخلوط بتن تازه
  • برای بهبود یا افزایش کارآیی و قابلیت روان بودن مخلوط بتنی
  • برای به حداکثر رساندن مقاومت و دوام بتن
  • برای کاهش گرمای هیدراتاسیون
  • برای کاهش تفکیک و آب انداختگی در زمان بتن ریزی
  • برای کاهش نفوذ پذیری بتن
  • برای دستیابی به سایر خواص مطلوب

مزایای افزودنی های بتن

  • مواد افزودنی در بتن می‌توانند زمان گیرش را تسریع کنند.
  • برخی از مواد افزودنی دارای آنزیم‌هایی هستند که به عنوان یک عامل ضد باکتری عمل می‌کنند.
  • مواد افزودنی اضافه شده در بتن می‌توانند مقاومت اولیه را کاهش دهند اما مقاومت نهایی بتن را افزایش خواهند داد.
  • مواد افزودنی به کاهش گرمای هیدراتاسیون کمک می‌کنند و احتمال ترک خوردگی حرارتی در بتن را کاهش می‌دهند.
  • مقاومت بتن را در اثر ذوب شدن یخ بر روی بتن بهبود می‌ بخشند.
  • کارپذیری بتن را بهبود می‌بخشند (شرایط استفاده، بتن ریزی و عمل آوری).
  • مواد افزودنی مقاومت اولیه‌ ای را در بتن ایجاد می‌کنند.

انواع افزودنی های بتن

1- مواد افزودنی کاهنده آب

مواد افزودنی کاهنده آب به مخلوط بتن، ملات یا دوغاب اضافه می‌شوند تا بدون افزایش محتوای آب، کارآیی یا روان بودن را افزایش دهند. این کارآیی خاصیت مهم بتن است که با افزودن آب بهبود می‌یابد اما اگر آب بیشتری از مقدار مورد نیاز اضافه شود، مقاومت و دوام بتن تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

این مواد افزودنی علاوه بر بهبود کارآیی و مقاومت بتن، پیوند بین بتن و فولاد را نیز افزایش می‌دهند. از ترک خوردگی، جداسازی، آب انداختگی و سایر مشکلات نیز جلوگیری می‌کنند.

روان کننده نرمال تا 10 درصد تقاضای آب را کاهش می‌دهد، روان کننده‌ های میان رده تا 15 درصد و فوق روان کننده‌ها تا 30 درصد تقاضای آب را کاهش می‌دهند. از لیگنو سولفونات‌ کلسیم، سدیم و آمونیوم معمولاً به عنوان مواد افزودنی کاهنده آب استفاده می‌شود.

2- افزودنی تأخیر دهنده گیرش

افزودنی تأخیر دهنده گیرش از انواع افزودنی های بتن هستند که سرعت اولیه هیدراتاسیون سیمان را کاهش داده و مدت زمان گیرش خمیر سیمان را افزایش می‌دهند. این نوع مواد افزودنی بتن را می‌توان در مواردی مورد استفاده قرار داد که منطقه مستعد تغییرات دما باشد و بتن باید به مسافت زیادی منتقل شود.

تنظیم سریع در برخی شرایط ممکن است منجر به عدم پیوستگی در ساختار شود، پیوند ضعیف بین سطوح باعث ایجاد حفره‌ های نامطلوب در بتن می‌شود. تأخیر دهنده‌ ها برای از بین بردن این نوع مشکلات، مناسب هستند.

مواد افزودنی تاخیر دهنده، معمولاً سولفات کلسیم یا گچ هستند. برخی از مواد دیگری که به عنوان کند کننده استفاده می‌شوند، نشاسته، محصولات سلولزی، قند معمولی، نمک‌ های اسید و سایر مواد می‌ باشند.

3- مواد افزودنی تسریع کننده گیرش

از این مواد افزودنی برای کاهش زمان گیرش اولیه مخلوط بتن تازه استفاده می‌شود. آن‌ ها روند اولیه سخت شدن بتن را تسریع می‌بخشند، از این رو به آن‌ ها شتاب دهنده نیز می‌گویند. این شتاب دهنده‌ ها همچنین با افزایش میزان هیدراتاسیون، مقاومت بتن را در مراحل اولیه افزایش می‌ دهند.

سخت شدن سریع بتن در بسیاری از موارد مانند برداشتن زود هنگام قالب، دوره کمتری از عمل آوری، کارهای ترمیم اضطراری، برای ساخت و ساز در مناطق با درجه حرارت پایین و سایر مفید هستند.

در این مواد افزودنی بتن، تنها شتاب دهنده‌  های مورد استفاده، بخار سیلیس، کلرید کلسیم، ژل سیلیس ریز تقسیم شده و سایر مواد می‌باشند. کلرید کلسیم مقرون به صرفه است و معمولاً از مواد افزودنی تسریع کننده استفاده می‌شود.

4- مواد افزودنی حباب زا

وظیفه اصلی مواد افزودنی حباب زای بتن، افزایش دوام بتن در شرایط انجماد و آبگیری و ذوب است. وقتی این ترکیبات به مخلوط بتن اضافه شوند، میلیون‌ ها حباب هوا را در طول مخلوط ایجاد می‌کنند و خواص بتن را بهبود می‌بخشند.

مواد افزودنی حباب زا همچنین باعث بهبود کارآیی مخلوط، جلوگیری از جداسازی و آب انداختن، کاهش وزن واحد و کشش بتن می‌شوند، مقاومت شیمیایی بتن را در برابر دما و سایر اثرات جوی بهبود می‌بخشند و باعث کاهش سیمان یا شن و ماسه یا آب در بتن خواهند شد.

مواد افزودنی حباب زایی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل رزین وینسول، دارکس، تیپول، چیکل و سایر موارد هستند. این مواد افزودنی در واقع از رزین‌ های چوب طبیعی، نمک‌ های قلیایی، چربی‌ های حیوانی و گیاهی و روغن‌ ها و سایر مواد ساخته می‌شوند.

5- مواد افزودنی پوزولانی

پوزولان ها می‌ توانند در لیست انواع افزودنی های بتن قرار گیرند. از مواد افزودنی پوزولانی برای تهیه مخلوط بتن متراکم استفاده می‌شود که برای سازه‌ های نگهدارنده آب مانند سدها، مخازن و سایر مناسب هستند. همچنین باعث کاهش گرمای هیدراتاسیون و جمع شدگی گرمایی خواهند شد.

بهترین مواد پوزولانی در حداقل مقدار، بهترین نتیجه را می‌دهند و از بسیاری از خطرات مانند واکنش مواد قلیایی، شستشو، حمله سولفات و سایر جلوگیری کرده یا کاهش می‌دهند. مواد پوزولانی موجود به طور طبیعی شامل رُس، شیل، توف‌ های آتشفشانی و مواد پوزولانی مصنوعی موجود شامل خاکستر بادی، بخار سیلیس، سرباره کوره بلند، خاکستر پوسته برنج و … هستند.

6- مواد افزودنی ضد رطوبت

از مواد افزودنی ضد رطوبت یا ضد آب برای نفوذ ناپذیری ساختار بتن در برابر آب و جلوگیری از رطوبت سطح بتن استفاده می‌شود. آن‌ ها علاوه بر خاصیت ضد آب، در مراحل اولیه سخت شدن بتن به عنوان تسریع کننده نیز عمل می‌کنند.

مواد افزودنی ضد رطوبت به صورت مایع، پودر، خمیر و سایر در بازار موجود هستند. ترکیبات اصلی این مواد افزودنی شامل سولفات آلومینیوم، سولفات روی، کلرید آلومینیوم، کلرید کلسیم و … می‌ باشند.

7- مواد افزودنی بتن گازی

هنگامی که از مواد افزودنی بتن گازی استفاده می‌شود، هیدروکسید حاصل از هیدراتاسیون سیمان، از خود واکنش نشان می‌ دهند و حباب‌ های کوچک گاز هیدروژن را در بتن تشکیل خواهند داد.

دامنه تشکیل حباب در بتن، به فاکتورهای زیادی از جمله مقدار مواد افزودنی، ترکیب شیمیایی سیمان، دما و … بستگی دارد. حباب‌های تشکیل شده به بتن کمک می‌کنند تا مشکلات ته نشینی و آب انداختگی را خنثی کند. از مواد افزودنی بتن گازی برای تولید بتن سبک نیز استفاده می‌شود.

برای مقاومت در برابر آب انداختگی، مقدار کمی از مخلوط بتن گازی که به طور کلی 0.5 تا 2 درصد وزن سیمان است، برای مخلوط استفاده می‌شود. از پودر آلومینیوم، کربن فعال، پراکسید هیدروژن و سایر مواد معمولاً در افزودنی شیمیایی تشکیل دهنده گاز استفاده می‌کنند.

8- مواد افزودنی مهار کننده هوا

افزودنی های مهار کننده هوا از انواع افزودنی های بتن هستند. از این مواد برای از بین بردن هوای اضافی موجود در حفره‌ های بتن استفاده می‌شود. برخی از مخلوط‌ های مورد استفاده در حباب‌ های هوا، تری بوتیل فسفات، سیلیکون‌ ها، الکل‌ های محلول در آب و سایر هستند.

9- مواد افزودنی مهار کننده انبساط قلیایی

مواد افزودنی مهار کننده انبساط قلیایی با واکنش سیمان قلیایی با سیلیس موجود در سنگدانه‌ ها اتفاق میفتند. این افزودنی ماده‌ ای ژل مانند ایجاد می‌کند و باعث انبساط حجمی بتن می‌شود که ممکن است منجر به تجزیه مواد قلیایی شود.

استفاده از مواد افزودنی پوزولانی از واکنش مواد قلیایی جلوگیری می‌ کند و در بعضی موارد، با مواد افزودنی مهار کننده هوا استفاده می‌شوند. مواد افزودنی مورد استفاده برای به حداقل رساندن خطر واکنش مواد قلیایی، نمک‌های پودر آلومینیوم و لیتیوم هستند.

10- افزودنی ضد شستگی

از مواد افزودنی ضد شستگی در بتن مخصوصاً برای سازه‌ های بتنی زیر آب استفاده می‌شود. این ماده از شستشوی مخلوط بتن تحت فشار زیر آب نیز محافظت می‌کند و انسجام بتن را بهبود می‌بخشد. این نوع مواد افزودنی بتن از لاستیک‌ های طبیعی یا مصنوعی، غلیظ کننده‌ های سلولزی و … تهیه می‌شوند.

11- مواد افزودنی گروت

مواد افزودنی گروت برای بهبود خواص گروت سازی با توجه به نیاز گروت به مواد اضافه می‌شود. گاهی اوقات، نیاز به گروت تنظیم سریع و گاهی اوقات نیاز به گروت تنظیم کند، برای گسترش در ترک‌های عمیق یا شکاف‌ها وجود دارد.

در این مواد افزودنی، شتاب دهنده‌ هایی مانند کلرید کلسیم، تری اتانولامین و سایر مواد هنگام قرار دادن سریع گروت استفاده می‌شوند. به همین ترتیب از کند کننده‌ هایی مانند اسید موسیک، گچ و … برای کاهش سرعت تنظیم گروت استفاده می‌شوند.

بنابراین، از مواد افزودنی مختلف بر اساس وضعیت و ساختار، به عنوان افزودنی‌ های گروت استفاده می‌شود. مواد افزودنی تولید کننده گاز مانند پودر آلومینیوم، با مواد گروت مخلوط شده تا در اعضای بتنی استفاده شود.

12- مواد افزودنی بازدارنده خوردگی

خوردگی در فولاد در سازه‌ های بتن آرمه به صورت کلی رخ می‌دهد و هنگامی که این سازه ها در معرض آب شور، دودهای صنعتی، کلریدها و سایر قرار می‌گیرند، برای جلوگیری یا کند کردن روند، استفاده از مواد افزودنی بازدارنده خوردگی، شدت می‌ یابد.

به طور کلی، مواد بازدارنده خوردگی از انواع افزودنی های بتن است. از مواد افزودنی بازدارنده خوردگی که در بتن مسلح استفاده می‌شود مانند بنزوات سدیم، نیترات سدیم، نیتریت سدیم می توان نام برد.

13- مواد افزودنی افزایش دهنده چسبندگی

از مواد افزودنی چسبنده بتن برای ایجاد پیوند محکم بین سطوح بتنی قدیمی و تازه استفاده می‌شود. به طور کلی، اگر بتن تازه روی سطح بتن سخت شده ریخته شود، به دلیل ضعف پیوند ها با سطح قدیمی، احتمال خرابی سطح بتن تازه وجود دارد.

برای ساختن پیوند محکم، مواد افزودنی چسبنده به دوغاب سیمان یا ملات اضافه می‌شوند که این مهم قبل از قرار دادن بتن تازه بر روی سطح بتن اعمال خواهد شد. از این نوع مواد افزودنی برای روکش‌ های روسازی، کارهای تعمیراتی و … استفاده می‌ شود. مواد افزودنی چسبنده امولسیون‌ های آب هستند و از لاستیک طبیعی، لاستیک‌ های مصنوعی، پلیمرهایی مانند وینیل کلراید، پلی وینیل استات و سایر ساخته می‌شوند.

14- مواد افزودنی قارچ کش یا میکروب کش

برای جلوگیری از رشد باکتری‌ ها، میکروب‌ ها و قارچ‌ ها بر روی سازه‌ های بتنی سخت شده، توصیه می‌ شود که از مواد افزودنی با خواص قارچ کش، میکروب کش و حشره کش استفاده شود. این خصوصیات را می‌ توان با افزودن مواد افزودنی مانند فنل‌ های پلی‌ هالوژنه، ترکیبات مس و امولسیون‌ های دیلدرین و … ایجاد کرد.

15- مواد افزودنی رنگی

مواد افزودنی رنگی، رنگدانه‌ هایی هستند که در بتن تمام شده، رنگ ایجاد می‌کنند. مواد افزودنی مورد استفاده برای تولید رنگ نباید بر مقاومت بتن تأثیر بگذارند. مواد افزودنی رنگی عمومی، به سیمان اضافه می‌شوند، سپس می‌توان سیمان رنگی به دست آورد که می‌ تواند برای ساخت بتن رنگی استفاده شود.

جمع بندی نهایی :

افزودنی ها موادی هستند که در طول اختلاط بتن به منظور افزایش خواص بتن تازه اضافه می‌شوند. این افزودنی ها غیر از سنگدانه، آب و سیمان هستند و مقاومت بتن را در برابر در برابر سرما، سولفات‌ها و غیره بهبود می‌بخشند. همچنین، انواع افزودنی های بتن در سخت شدن، کارآیی، مقاومت و بسیاری از خصوصیات بتن مؤثر هستند.

 

منابع :

https://civiconcepts.com