مواد افزودنی بتن و انواع آن

مواد افزودنی بتن موادی شیمیایی هستند که به مقدار بسیار کمی به بتن اضافه می شوند تا بعضی از خواص مناسب و مطلوب را در بتن ایجاد کنند. میزان مصرف مواد افزودنی در بتن کم بوده و معمولا به صورت درصدی از وزن سیمان مشخص میشود. این مواد بسیار متنوع بوده و در محدوده بسیار وسیعی تقسیم بندی می شوند. مواد افزودنی  بتن شیمیایی می توانند به صورت تکی یا ترکیبی به کار برده شده تا خواص دلخواه بتن یا ملات در حالت خمیری یا سخت شده حاصل شود. نوع و مقدار مواد مصرفی با توجه به شرایط آب و هوایی، برای ثابت نگه داشتن کارایی، پمپ پذیری، مقاومت، نسبت آب به مواد سیمانی، میزان هوا، زمان گیرش و مقاومت ابتدایی و نهایی انتخاب می شود.

1 –مواد افزودنی تسریع کننده (زود گیر کننده )

این دسته از مواد افزودنی، سبب می شوند تا گیرش سیمان تسریع شده و بتن زودتر بگیرد و سفت شود . از جمله مشهور ترین تسریع کننده ها کلریدکلسیم می باشد که ابتدا با آب بتن مخلوط شده و سپس به مخلوط شن و ماسه و سیمان افزوده می شود. مواد افزودنی تسریع کننده را بطور کلی در تمام مواردی می توان استفاده نمود که سیمان زودگیرمصرف می شوند. یعنی هرجا که مصرف سیمان زودگیر لازم باشد.

مرمت فوری بتن، جایی که بخواهند قالب را زود بازکنند و در مناطق سرد سیر می توان به جای سیمان زودگیر از سیمان معمولی به اضافه این ماده افزودنی استفاده کرد.

استفاده از کلرید کلسیم مقاومت بتن را در مقابل فرسایش و سایش افزایش داده ولی مقاومت آن را در مقابل حمله سولفات ها کاهش می دهد. افت بتن را نیز 10 تا 15 درصد افزایش می دهد. بدترین ضرر این ماده مضاف تاثیر آن بر ایجاد خوردگی آرماتورها است. در سازه های بتن آرمه توصیه شده از این ماده بیشتر از 5 درصد وزنی سیمان استفاده نشود.

استفاده از کلرید کلسیم در بتن پیش تنیده ممنوع است که دلیل آن حساسیت فوق العاده زیاد کابل های پیش تنیده به خوردگی، در حالت کشش است. در سازه های آبی مانند دیوارهای مخازن و کانال های آب، حتی المقدور نباید از این ماده استفاده کرد.

✅ پیشنهاد می کنیم مطلب ژل میکروسیلیس JS 480 را نیز حتما بخوانید!

در چنین سازه هایی در صورت ضرورت حداکثر می توان به میزان 0.1 درصد وزن سیمان از کلریدکلسیم استفاده نمود. مواد دیگری از جمله کلرورسدیم و کلرورباریم را می توان جزء تسریع کننده ها برشمرد.

2 – مواد افزودنی کند گیر کننده ( دیر گیر کننده )

موادی هستند که اگر به بتن اضافه شوند، زمان گیرش و سخت شدن بتن را به تعویق می اندازند. لذا در تمام مواردی که سیمان کندگیر یا دیرگیر به کار برده می شود، می توان به جای آن از سیمان پرتلند معمولی به اضافه مواد افزودنی کندگیر کننده استفاده کرد) از جمله در بتن ریزی های حجیم برای جلوگیری از تنش های حرارتی، در هوای گرم برای ساده کردن نحوه مراقبت، در هوای گرم برای جلوگیری از ایجاد اتصالات سرد) یکی از کندگیر کننده ها شکر است و عملکرد آن به نحوی است که اگر در حد 0.05 درصد وزنی سیمان به بتن اضافه شود.

✅ گیرش سیمان را چهار ساعت به تاخیر می اندازد و اگر در حد 1 % وزنی سیمان به بتن اضافه شود، گیرش سیمان به کلی متوقف می شود. از این مقدار شکر می توان برای جلوگیری از گیرش بتن در مواقعی که میکسر خراب شده و قابل تخلیه نیست استفاده نمود.

3 – فوق روان کننده ها

موادی هستند که اگر به بتن اضافه شوند، بدون اینکه نیازی به افزایش آب باشد، اسلامپ )کارایی( بتن افزایش می یابد. به این مواد گاهی مواد افزودنی کاهش دهنده آب نیز گفته می شود. به جهت روان کنندگی مناسب این مواد، بعضی از مهندسین برای رسیدن به کارایی بالاتر، ترجیح می دهند به جای استفاده از نسبت آب به سیمان بیشتر، از مواد افزودنی روان کننده استفاده کنند.

✅ استفاده از این دسته از مواد مضاف در مواردی که از پمپ بتن استفاده می شود، مناسب است. روان کننده ها را در بازار به نام پلاستی سایزر و نوع مرغوب آن را به نام سوپرپلاستی سایزر یا فوق روان کننده عرضه می کنند.

✅ روان کننده ها به میزان جزئی مقاومت فشاری بتن را کاهش می دهند، ولی تاثیر افزایش نسبت آب به سیمان برای رسیدن به کارایی مناسب در مقایسه با اضافه کردن روان کننده، در کاهش مقاومت فشاری بتن، به مراتب بیشتر است.

4 – مواد افزودنی هوازا

مواد افزودنی هوازا سبب می شوند حباب های بسیار ریز هوا حباب های ریزتر از 0.05 میلیمتر که طبیعتا با چشم قابل رویت نیستند، در بتن ایجاد شوند. بتن هوادار معمولا در محدوده ی 4 % الی 8 % هوا دارد. قابل توجه است که حباب های هوا در بتن به دو دسته اند:

1 – حباب های غیرعمدی که درشت تر از 0.05 میلیمتر و اکثرا با ابعادی در حدود چندین میلیمتر هستند.

2 – حباب های عمدی که ریز تر از 0.05 میلیمتر هستند.

✅ وجود حباب های غیرعمدی در بتن اجتناب ناپذیر بوده و این حباب ها کم و بیش در بتن ایجاد می شوند. ویبره کردن بتن بدین منظور صورت می گیرد که حباب های هوای غیرعمدی را در بتن، به حداقل ممکن برساند. اما عملا هیچ گاه حباب های هوا در بتن به صفر نمی رسند. در بتن های عادی (سیمان تیپ IA ، IIA وIIIA ) و یا با استفاده توام از سیمان هوازا و مواد افزودنی هوازا، ایجاد می شوند.

قابل توجه است که حتی زمانی که از مواد مضاف هوازا استفاده می شود، در کنار ایجاد حباب های ریز هوا، وجود حباب های درشت هوا )حباب های هوای غیرعمدی( در بتن اجتناب ناپذیر است و از 4 الی 8 درصد هوای ایجاد شده در بتن، ممکن است 1 الی 2 درصد آن حباب های غیر مفید و درشت هوا باشد.

با ویبره کردن ابتدا این حباب های درشت تا حدی خارج می شوند، اما اگر ویبره بیش از حد انجام شود، قسمتی از حباب های ریز عمدی نیز از بتن خارج می شوند.

✅ مرسوم ترین مواد افزودنی هوازا عبارت اند از چربی طبیعی جانوران (نظیر پیه گاو) و سمغ طبیعی درختان. بدیهی است که این مواد را نمی توان بطور طبیعی بکار برد. بلکه آنها را به طور ترکیبی با مواد شیمیایی دیگر (تثبیت کننده) به صورت پودر یا مایع در اختیار مصرف کننده قرار میگیرد.

5 – ضدیخ ها

ضدیخ ها معمولا در مواردی به کار می روند که امکان یخ زدن بتن ها تازه وجود داشته باشد (معمولا دمای زیر صفر درجه ) ضدیخ ها دمای انجماد آب را بسته به میزان مصرف آن ها، پایین می آورند هرچه ضدیخ بیشتری مصرف شود دمای انجماد پایین تر می آید.

توجه شود که ضد یخ سبب می شود که بتن در دمای زیر صفر درجه یخ نزند، ولی از آن جا که واکنش های هیدراسیون سیمان به دمای مناسب معمولا بیشتر از 4درجه سانتیگراد نیاز دارد، معمولا استفاده از ضدیخ چندان به انجام واکنش کمک نمی کند.

در حقیقت استفاده از ضدیخ به صورت عمده از یخ زدن جلوگیری می کند و انجام واکنش ها را کند کرده تا زمانی که دمای مناسب فراهم شده و واکنش با سرعت عادی انجام پذیرد. بنابراین از بتنی که به همراه ضدیخ دردمای زیر صفر درجه ریخته شده است، نباید انتظار داشت در مدت چند روز سفت و سخت شود و این زمان ممکن است به مراتب افزایش یابد.

استفاده از ضدیخ در بتن، همچنین باعث کاهش مقاوم نهایی بتن می شود. میزان مصرف ضدیخ، براساس توصیه کارخانه ی سازنده تعیین می شود.