افزودنی های بتن، انواع و کاربرد مواد افزودنی بتن

مقدمه ای بر مواد افزودنی بتن:

مواد افزودنی بتن به مقدار کم به بتن اضافه می شوند و باعث بهبود عملکرد بتن می گردد. معمولا آن را به عنوان درصدی از وزن بتن نشان می­دهند. بحث مواد افزودنی یک موضوع پیچیده است و درک مواد افزودنی موجود و کاربرد آن­ها بسیار مهم می باشد که در ادامه با انواع افزودنی های بتن آشنا خواهید شد:

• مواد افزودنی کاهش دهنده آب (روان کننده ها)
• افزودنیهای فوق روان کننده بتن
• مواد افزودنی کندگیر کننده
• مواد افزودنی زودگیر کننده (تسریع کننده ها)
• مواد افزودنی هوازا
• ضد یخ

چرا از افزودنی بتن استفاده می‌کنیم؟

افزودنی‌های بتن به منظور بهبود خواص بتن در حالت تازه یا سخت‌شده، کاهش هزینه‌های ساخت، و تطبیق بتن با شرایط محیطی و اجرایی خاص استفاده می‌شوند. دلایل اصلی استفاده از افزودنی‌ها عبارتند از:

بهبود کارایی: افزودنی‌ها می‌توانند روانی بتن را افزایش دهند و نیاز به آب را کاهش دهند، که این امر به کاهش نسبت آب به سیمان و در نتیجه افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می‌شود.

– تنظیم زمان گیرش: در شرایط آب‌وهوایی خاص (مثل هوای گرم یا سرد)، افزودنی‌ها زمان گیرش را تنظیم می‌کنند تا از گیرش زودهنگام یا تأخیر جلوگیری شود.

افزایش دوام: افزودنی‌ها مقاومت بتن را در برابر عواملی مانند یخ‌زدگی، نفوذ آب، خوردگی، و حملات شیمیایی (مثل سولفات‌ها) بهبود می‌بخشند.

کاهش هزینه‌ها: با کاهش مصرف سیمان یا آب و بهبود خواص مکانیکی، هزینه‌های پروژه کاهش می‌یابد.

انطباق با نیازهای خاص: در پروژه‌هایی مثل بتن‌ریزی در حجم بالا، بتن سبک، یا بتن مقاوم در برابر شرایط سخت، افزودنی‌ها امکان دستیابی به این ویژگی‌ها را فراهم می‌کنند.

 انواع مواد افزودنی بتن:

• حباب‌زا (Air-Entraining):

این افزودنی‌ها حباب‌های ریز هوا (با قطر کمتر از ۰.۰۵ میلی‌متر) در بتن ایجاد می‌کنند. کاربرد اصلی آن‌ها افزایش مقاومت بتن در برابر سیکل‌های یخ‌زدگی و ذوب، و بهبود کارایی بتن تازه است. مثال: رزین وینسول، سولفونات‌ها.

• آب‌بند (Waterproofing):

این افزودنی‌ها نفوذپذیری بتن را کاهش داده و آن را در برابر نفوذ آب و مواد شیمیایی مقاوم می‌کنند. از موادی مثل سیلیکات‌ها یا پلیمرها تشکیل شده و در سازه‌های هیدرولیکی (مثل مخازن آب) استفاده می‌شوند.

• (Grout-Related Additives):

افزودنی‌هایی که برای بهبود خواص ملات یا گروت (مانند کاهش جمع‌شدگی یا افزایش چسبندگی) به کار می‌روند. این شامل روان‌کننده‌ها یا افزودنی‌های گازساز برای گروت‌های متخلخل است.

• چسباننده:(Bonding Agents):

موادی مثل چسب بتن که برای اتصال بتن جدید به بتن قدیم یا افزایش چسبندگی بین لایه‌ها استفاده می‌شوند. این‌ها معمولاً پلیمری هستند و خواص مکانیکی را بهبود می‌دهند.

ضدخوردگی (Corrosion Inhibitors):

این افزودنی‌ها از خوردگی آرماتورها در بتن مسلح جلوگیری می‌کنند، به‌ویژه در محیط‌های حاوی کلرید یا سولفات. مثال: نیترات کلسیم یا بازدارنده‌های آندی.

 میزان مصرف مواد افزودنی بتن در هوای گرم

در هوای گرم، تبخیر سریع آب بتن باعث کاهش کارایی و افزایش احتمال ترک‌خوردگی می‌شود. میزان مصرف افزودنی‌ها به نوع آن‌ها و شرایط دمایی بستگی دارد:

روان‌کننده‌ها و فوق‌روان‌کننده‌ها: معمولاً ۰.۵ تا ۲ درصد وزن سیمان، برای حفظ روانی بتن بدون افزایش آب. در دماهای بالای ۳۰ درجه سانتی‌گراد، دوز بالاتر (تا ۲ درصد) توصیه می‌شود.

کندگیرکننده‌ها: برای جلوگیری از گیرش زودهنگام، ۰.۲ تا ۰.۵ درصد وزن سیمان، بسته به دما و رطوبت محیط. در دماهای خیلی بالا (مثل ۴۰ درجه)، ممکن است تا ۱ درصد افزایش یابد.

میانگین کلی: استاندارد ASTM معمولاً حداکثر ۵ درصد وزن سیمان را برای افزودنی‌ها مجاز می‌داند، اما دوز دقیق توسط تولیدکننده و با آزمایش مشخص می‌شود.

میزان مصرف مواد افزودنی بتن در هوای سرد

در هوای سرد (دمای زیر ۵ درجه سانتی‌گراد)، واکنش هیدراتاسیون کند شده و خطر یخ‌زدگی آب وجود دارد. افزودنی‌ها برای تسریع گیرش و جلوگیری از انجماد استفاده می‌شوند:

تندگیرکننده‌ها (مثل کلرید کلسیم): ۰.۵ تا ۲ درصد وزن سیمان، بسته به دما. در دمای زیر صفر، دوز بالاتر (تا ۲ درصد) برای تسریع هیدراتاسیون توصیه می‌شود، اما در بتن مسلح به دلیل خوردگی محدود می‌شود (حداکثر ۰.۱ درصد).

ضد یخ: ۱ تا ۳ درصد وزن سیمان، برای کاهش نقطه انجماد آب و تسریع گیرش. دوز دقیق به دمای محیط (مثلاً -۵ یا -۱۵ درجه) بستگی دارد.

حباب‌سازها: ۰.۰۵ تا ۰.۲ درصد وزن سیمان، برای افزایش مقاومت در برابر یخ‌زدگی، به‌ویژه در مناطق با سیکل‌های یخ و ذوب.