مواد افزودنی بتن
مواد افزودنی برای اصلاح خواص بتن در زمان مخلوط به بتن افزوده میشوند. مواد افزودنی بتن به دو دسته افزودنیهای شیمیایی و افزودنیهای معدنی تقسیم میشوند. مواد افزودنی را به منظور افزایش کیفیت مطلوب بتن، کاهش نارسایی یا تغییر بعضی از مشخصههای بتن به آن اضافه مینمایند. از مهمترین افزودنیهای بتن، مواد روان کننده و فوق روان کننده هستند. عملکرد اصلی مواد افزودنی روان کننده، افزایش کارایی بتن یا ملات یا به نوعی دیگر، کاهش آب لازم برای اختلاط بتن یا ملات و لذا افزایش مقاومت بتن است.
افزودنیهای شیمیایی از فرآوری و ترکیب مواد آلی و معدنی در یک فرآیند شیمیایی به دست میآیند. و در حالتهای پودر یا مایع و در مقادیر کم تا حداکثر ۵ درصد وزن مواد سیمانی، در زمان ساخت و اختلاط یا پیش از ریختن بتن، به مخلوط اضافه میشوند.
افزودنیهای معدنی که به طور طبیعی یافت میشوند به سه دسته مواد خنثی، پوزولانها، و مواد شبه سیمانی تقسیم میشوند. و برای بهبود و اصلاح خواص مخلوطهای سیمانی (بیشتر از ۵ درصد وزن سیمان) در زمان اختلاط به بتن افزوده میشوند.
طبق استاندارد ASTM-C-۴۹۴-۸۱ مشخصات مواد افزودنی بتن به شرح زیر طبقه بندی شده است.
- نوع A، روان کنندهها
- نوع B، دیرگیر کنندهها
- نوع C، زودگیرکنندهها
- نوع D، روان کنندههای توام با اثر دیرگیر کننده
- نوع E، روان کننده های توام با اثر زودگیر کننده
- نوع F، روان کنندههای قوی
- نوع G، روان کنندههای قوی با اثر دیرگیر کننده
کیفیت بتن
کیفیت بتن میتواند تحت تاثیر سه عامل عمده زیر قرار بگیرد.
- کیفیت سیمان
- نسبت آب به سیمان
- تراکم یا وزن مخصوص بتن
مواد افزودنی، عاملی کمکی در ساخت بتن
کاربرد مواد افزودنی بتن که امروزه ساخته میشوند به طور معمول میتواند ما را در رسیدن به کیفیت مناسب بتن یاری دهد. انواع اصلی مواد افزودنی بتن و خواص آنها در جدول زیر ارائه شده است. در این جدول نتایج عملی حاصل از کاربرد این مواد به ویژه کاربرد روان کنندهها مورد توجه واقع شده است.
| شرح نوع مواد افزودنی | روان کننده | دیرگیرکننده | زودگیرکننده | روان کننده قوی | مواد افزودنی هوازا |
|---|---|---|---|---|---|
| آثار اولیه | تقلیل نیروی کششی بین ذارت سیمان یا کاهش کشش سطحی آب | کند ساختن سرعت جذب آب سیمان | افزایش سرعت جذب آب سیمان، بالا بردن سرعت گیرش و بسط و انتشار سریع مقاومت | کاهش شدید نیروی کششی بین ذارت سیمان | تشکیل حبابهای منظم، مجزا و پایدار هوا به قطر ۱۰ تا ۱۰۰ میکرون |
| آثار عملی | افزایش خاصیت پلاستیکی، تقلیل نسبت آب به سیمان به میزان ۱۰ تا ۱۵٪ که موجب افزایش مقاومت شده و امکان تقلیل سیمان مصرفی را فراهم میسازد | افزایش مدت کاربرد بتن و احتمالاً اجتناب از اجرای درزهای ساختمانی | بازکردن زودتر قالبها خصوصاً در کاخانجات قطعات پیش ساخته و نیز برای جبران سرعت کم جذب آب سیمان در دماهای کم | افزایش شدید قابلیت کاربرد که در نتیجه آن میزان آب مصرفی ۲۰ تا ۳۰ درصد کاهش می یابد. همچنین مقاومت یک روزه و ۲۸ روزه میتواند تا ۵۰ درصد افزایش یابد. | قابلیت کاربرد و پایایی بتن افزایش مییابد. چنانچه میزان هوا تا ۵ درصد مقاومت در قبال یخبندان ایجاد میشود. |
| آثار جانبی (ضررها) | افزایش میزان هوا در جسم بتن، از دست رفتن بیش از حد شیره بتن | لزوم جلوگیری از خشک شدن | وجود کلرور کلسیم که ممکن است موجبات خوردگی را فراهم سازد. | محدودیت دوره عملکرد | کاهش مقاومت به میزان ۵ درصد به ازای هر یک درصد هوا، حساس بودن نسبت به درجه حرارت محیط و مدت زمان اختلاط |
| مصرف بیش از حد | دیرگیر شدن بتن (که لزوماً زیان بار نیست)، ورود بیش از حد هوا به جسم بتن که موجب کاهش مقاومت به میزان ۵ درصد در ازای هر یک درصد هوا خواهد شد. | به تاخیر انداختن گیرش میتواند پدیده سخت شدن خمیر سیمان را به تعویق اندازد. | گیرش فوق العاده سریع | تاخیر در گیرش، از دست رفتن شیره بتن و به هم خوردن پیوستگی بتن به لحاظ دانه بندی (جداشدن دانهها) | افزایش میزان هوا در جسم بتن که منجر به کاهش مقاومت میشود. |
| میزان مصرف نسبت به سیمان (٪) |
۰/۴-۰/۲ |
۱/۵-۰/۵ |
۲-۱ |
۲-۰/۶ |
۰/۱ |
| اضافه هزینه ناشی از مصرف ماده افزودنی نسبت به قیمت تمام شده بتن (٪) | ۲/۳ | ۷/۵ |
۴/۵ |
۸/۵ |
۱/۳ |
توضیحات بیشتر در زمینه مواد افزودنی بتن در نشریه شماره ۱۸۴ گردآوری شده است.