همه چیز در خصوص افزودنی های بتن

بتن یک متریال ترکیبی است که آن را با استفاده از ترکیب مصالح پایه مانند سیمان، سنگدانه‌ها (شن و ماسه) و آب تهیه می‌کنند. اما در بسیاری از پروژه‌ها به بتن با خواص متفاوتی نیاز داریم که ما را با موضوعات گسترده تولید بتن‌های فرآوری شده مواجه می‌کند. انواع افزودنی های بتن ترکیباتی مضاعف از مصالح پایه هستند که به شکل گرد و یا مایع برای اصلاح خواص بتن و یا تولید بتن با خواص متفاوت در اختلاط بتن اضافه می‌شوند.

ایده بهره‌مندی از افزودنی های بتن به سال‌های ۱۹۴۰ باز می‌گردد که مهندسین خلاق آن سال‌ها برای تولید بتن در هوای سرد از افزودنی‌های هواساز استفاده کردند. این ایده به سرعت مورد توجه قرار گرفت و برای تهیه بتن در شرایط یخبندان استفاده شد. از آن زمان مهندسین و محققین به فکر استفاده از افزودنی‌های دیگر با هدف تولید بتن با خواص بهتر افتادند و حالا به انبوه افزودنی های بتن دسترسی داریم که هر کدام مخصوص تهیه بتن در شرایطی خاص هستند. در این مطلب از گروه متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی جامع انواع افزودنی های بتن می‌پردازیم. همچنین برای  خرید قطعه بتنی می‌توانید روی کمک ما حساب کنید.

انواع افزودنی های بتن

هدف از کاربرد افزودنی های بتن

افزودنی های بتن از همان ابتدا که برای تولید بتن در هوای سرد به کار رفته‌اند، کاربردی گسترده دارند. بعد‌ها و با توسعه روز افزون تحقیقات علمی انواع افزودنی‌ها مانند روان کننده‌ها، فوق روان کننده‌ها با ترکیباتی از نفتالین فرمالدئید توسط ژاپنی‌ها ابداع شد و در نهایت آلمانی‌ها نیز نوع ترکیبات ملامین را ابداع کردند. افزودنی‌های اولیه برای کاستن آب و تهیه بتن با کارایی باثبات‌تر استفاده می‌شدند، تا جاییکه نقش برجسته در تهیه بتن‌ها با مقاومت زیاد داشتند.

در حال حاضر انواع افزودنی های بتن برای ساختن انواع بتن با مقاومت زیاد، بتن با دوام زیاد، بتن‌های پوزولانی، بتن‌ها با کارایی زیاد، بتن‌های ضد آب و ضد انفجار و یا بتن‌های ضد سایش استفاده می‌کنند. در عین حال اکنون شاهد ابداع افزودنی‌هایی هستیم که به ساخت بتن‌های خود تراکم انجامیده است. این بتن‌های خود تراکم بدون نیاز به ایجاد لرزش توانایی توزیع یکنواخت در هر حجم پیچیده قالب بندی شده را دارند. در هر صورت هدف از کاربرد افزودنی های بتن تولید بتن‌ها با کارایی بهتر، مقاومت بیشتر و کاربردی تخصصی‌تر است.

افزودنی های بتن چیست؟

به هر نوع ماده که متفاوت از مصالح پایه مانند سیمان، آب و یا سنگدانه‌ها به ترکیب بتن با هدف تولید ویژگی خاص اضافه شود، اصطلاحاً افزودنی های بتن گفته می‌شود. این افزودنی های بتن ترکیباتی بر پایه مواد شیمیایی و یا معدنی هستند که در حین مراحل اختلاط بتن و یا پس از پایان اختلاط بتن به شکل درصدی از وزن سیمان به وزن نهایی بتن اضافه می‌شوند.

برای استفاده از انواع افزودنی های بتن فرمول‌ها و دستورالعمل‌های خاصی تدوین شده است. زیرا هر نوع اشتباه در اضافه کردن این افزودنی‌ها خطر تخریب بافت بتن را به دنبال دارد. انواع این افزودنی‌های بتن بسیار متنوع هستند که در دسته بندی‌های کاملا تفکیک شده قرار می‌گیرند. در عین حال می‌توانیم از این متریال‌ها هم برای بتن تازه ساخته شده و هم برای بتن سخت شده و حتی به شکل پودر پاشی در بتن عمل آوری شده استفاده کنیم.

افزودنی های بتن خاصیت نهایی بتن را به شدت تغییر می‌دهند. قاعدتاً در صورت استفاده مناسب در تقویت خواص فیزیکی و شیمیایی بتن تاثیرگذار هستند؛ اما در صورت استفاده با میزان دوز اشتباه مستعد تخریب بافت بتن هستند.

کاربرد افزودنی های بتن

انواع افزودنی های بتن

افزودنی های بتن چه از نظر ساختار شیمیایی، نوع ترکیب، عملکرد و حتی نوع عمل‌آوری با یکدیگر متفاوت هستند. در حالت کلی انواع این متریال‌ها را در دو گروه بزرگ قرار می‌دهند.

  • افزودنی‌های شیمیایی
  • افزودنی‌های معدنی

افزودنی‌های شیمیایی بر پایه ترکیبات شیمیایی از واکنش‌های زنجیره‌ای عناصر در محیط‌های کارخانه‌ای ساخته می‌شوند و کاربرد گسترده در بهبود خواص فیزیکی بتن دارند. در مقابل افزودنی‌های معدنی هستند که بر پایه فرآوری محصولات معدنی تهیه شده و در بهبود خواص شیمیایی بتن و حتی خواص فیزیکی تا تهیه بتن با کاربرد‌های خاص تاثیرگذار هستند. در ادامه این دو گروه را با نگاه جامع‌تری تفکیک می‌کنیم.

انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن

این متریال‌ها بر پایه زنجیره‌های شیمیایی ساخته شده‌اند و در بهبود خواص فیزیکی بتن مانند افزایش دوام، مقاومت، کارایی و تحمل سایش بتن نقش بازی می‌کنند. این افزودنی‌ها به قرار زیر هستند:

  • افزودنی‌های کاهنده آب
  • افزودنی‌های کندگیر کننده
  • افزودنی‌های تندگیر کننده
  • افزودنی‌های روان کننده و فوق روان کننده
  • افزودنی‌های حباب زا
  • افزودنی‌های پوزولانی
  • افزودنی‌های آب بند
  • افزودنی‌های گاز ساز
  • افزودنی‌های ضد حباب هوا
  • افزودنی‌های ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی
  • افزودنی‌های کاهنده جمع شدگی بتن
  • افزودنی‌های ضد آب شدگی بتن
  • افزودنی‌های چسباننده
  • افزودنی‌های ضد قارچ، ضد باکتری و ضد عفونی کننده
  • رنگدانه‌های بتن

انواع افزودنی‌های معدنی بتن

این افزودنی‌ها بر پایه ترکیبات معدنی تهیه می‌شوند و در هر دو مقوله افزایش مقاومت فیزیکی بتن و یا افزایش پایداری شیمیایی آن تاثیرگذار هستند. همچنین در کاهش نفوذپذیری بتن نقش بازی می‌کنند که تاثیر مثبت در بهبود خواص پایدار بتن و جلوگیری از ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق دارد. انواع این افزودنی‌ها به قرار زیر هستند:

  • دوده سیلیس
  • سرباره آهن
  • خاکستر پوسته برنجی
  • خاکستر بادی

تشریح تمامی این افزودنی‌ها فراتر از ظرفیت این مقاله است. لذا در ادامه این مطلب به توضیحاتی کامل برای آشنایی با افزودنی‌های متداول و کاربردی می‌پردازیم.

موارد استفاده از افزودنی های بتن

افزودنی‌های کاهنده آب

از این افزودنی‌ها برای مدیریت آب در شکل گیری بتن استفاده می‌کنند، به شکلی که نیاز بتن به اضافه شدن آب را کاهش می‌دهد. آب از مصالح پایه شکل گیری بتن است و افزودن آب باعث روان شدن و افزایش کارپذیری بتن می‌شود. اما در صورت استفاده بیش از حد منجر به تخریب بافت بتن شده که در خواص مقاومت و دوام بتن تاثیر منفی می‌گذارد.

با بهره‌مندی از افزودنی‌های کاهنده آب می‌توانیم چگونگی استفاده آب در بتن را مدیریت کرده و باعث افزایش مقاومت بتن، بهبود چسبندگی بین بتن و فولاد و جلوگیری از ترک خوردن بتن حین مراحل کیورینگ شویم. به افزودنی‌های کاهنده آب اصطلاحاً روان کننده نیز گفته می‌شود. چرا که می‌توانند بدون نیاز به افزایش آب مقدار روان بودن بتن را بهبود بخشند.

انواع این روان کننده‌ها را بر پایه لیگنو سولفونات‌های سدیم، کلسیم و یا آمونیوم می‌سازند. در عین حال نسل جدیدی از فوق روان کننده‌ها بر پایه پلیمرهای آکریلیک‌ها، مولتی پلی کوبوویلاتر‌ها و پلی کربو کسیلات‌ها ابداع شده است که تاثیر کاملاً مثبتی در روان شدن ساده بتن دارند. انواع این افزودنی‌ها عموماً ترکیبات شیمیایی هستند که برای اصلاح عدد اسلامپ بتن استفاده می‌شوند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های کاهنده آب (روان کننده‌ها)

  • باعث کاهش مقدار آب اختلاط بتن به ازای کارایی ثابت بتن و ملات می‌شوند.
  • روان کننده‌ها بالغ بر ۵ درصد و فوق روان کننده‌ها بالغ بر ۱۲ درصد نیاز به اضافه شدن آب در ترکیب بتن را کاهش می‌دهند.
  • استفاده از این روان کننده‌ها به تولید حباب‌های هوا در بتن می‌انجامد و مقدار مجاز آن ۳ درصد در بتن معمولی است.
  • در افزایش مقاومت فشاری، کاهش جمع شدگی و کاهش نفوذپذیری بتن تاثیرگذار هستند.

افزودنی‌های کندگیر کننده بتن

از این افزودنی های بتن برای کاهش سرعت گیرش بتن در مرحله مقدماتی فرایند هیدراتاسیون استفاده می‌کنند. در اصل کندگیر کننده‌ها تاثیری در ایجاد خواص فیزیکی و یا شیمیایی بتن پس از سخت شدن ندارند. بلکه سرعت گیرش اولیه بتن را کاهش می‌دهند و باعث می‌شوند تا بتن در مدت زمان طولانی‌تری سخت شود.

موارد استفاده از افزودنی های بتن نوع کندگیر کننده متنوع است. به عنوان مثال از این افزودنی‌ها در بتن ریزی هوای گرم استفاده می‌کنند تا با افزایش مدت زمان سخت شدن بتن تاثیر مثبتی در تکمیل فرایند هیدراتاسیون داشته باشند. در مواردی دیگر از کندگیر کننده‌ها برای تهیه بتن آماده استفاده می‌کنند تا به این روش بتوانند بتن را از محل کارخانه تا محل پروژه بدون سخت شدن جابجا کنند.

از این افزودنی‌ها برای پروژه‌های روسازی بتن استفاده می‌کنند تا خطر ترک خوردن بتن در اثر بخار سریع آب کاهش پیدا کند. همچنین از این ترکیبات برای افزایش مقاومت بتن در مقابل ترک خوردگی‌ها نیز استفاده شده است. این ترکیبات بر پایه کلسیم سولفات با بهره‌مندی از ترکیبات گچی ساخته می‌شوند. حتی در برخی محصولات از ترکیبات مانند فرآورده‌های سلولزی، نمک‌های اسیدی و یا نشاسته به عنوان کندگیر کننده استفاده شده است.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های کندگیر کننده بتن

  • از این ترکیبات به منظور تاخیر انداختن گیرش بتن استفاده می‌کنند.
  • برای اعمال به بتن تازه با دمای بیشتر از C ° ۳۰ کارایی دارند.
  • باعث جبران اثر تسریع کنندگی گرمای هوا بر بتن می‌شوند.
  • در تعویق گیرش اولیه بتن با دوغاب‌های سیمانی تاثیرگذار هستند.
  • مناسب حمل بتن در مسافت‌های طولانی هستند.
  • می‌تواند روند گیرش بتن را حداقل ۱.۵ ساعت و حداکثر 3 ساعت به تاخیر اندازد.
  • انواع کندگیر کننده‌ها در گونه‌های معمولی و کندگیر کننده‌های قوی دسته بندی می‌شوند.

انواع افزودنی های بتن

افزودنی‌های زودگیر کننده

از این افزودنی های بتن برای کاهش مدت زمان گیرش بتن یا اصطلاحاً زود سخت شدن بتن استفاده می‌کنند. این ترکیبات فرایند سخت شدن بتن در مراحل مقدماتی زنجیره هیدراتاسیون را تسریع می‌کنند و در کل به عنوان تندگیر کننده (زودگیر کننده) شناخته می‌شوند.

حضور افزودنی‌های زودگیر کننده با افزایش سرعت هیدراتاسیون باعث بهبود مقاومت بتن در مراحل اولیه می‌شود. به نوعی بتن را خیلی سریع‌تر در مرحله گیرش نهایی قرار می‌دهد که ویژگی کاملا ایده‌آل در پروژه‌ها مانند قالب برداری سریع است. این افزودنی‌ها در بتن ریزی هوای سرد کارآمد هستند. زیرا در چنین شرایطی مدت زمان تبخیر آب و کیورینگ بتن بسیار طولانی است. اما می‌توانیم با زودگیر کننده‌ها روند سخت شدن بتن در هوای سرد را سریع‌تر کنیم. انواع این افزودنی های بتن از ترکیبات شیمیایی مانند تری اتانول آمین، سیلیکا فوم، سیلیکا ژل، کلسیم کلراید و... تهیه می‌شوند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های زودگیر کننده بتن

  • باعث تسریع در کسب مقاومت بتن در مدت زمان کوتاه می‌شوند.
  • استفاده از آن با رعایت ضوابط مناسب استفاده در بتن ریزی هوای سرد است.
  • مدت زمان حفاظت موقت بتن را حداقل 1 ساعت و حداکثر ۳.۵ ساعت کاهش می‌دهد.
  • مقاومت سه روزه بتن را تا حداکثر ۲۵ درصد افزایش می‌دهد.
  • استفاده از این افزودنی‌ها باعث افزایش جمع شدگی بتن در هوای سرد می‌شود. اما در صورت مصرف نامناسب به دلیل ایجاد جمع شدگی بیش از حد احتمال بروز ترک‌های عمیق در سطح و عمق بتن را افزایش می‌دهد.

افزودنی‌های حباب زا

افزودنی‌های حباب زا از اولین ابتکارات برای خلق بتن‌های فرآوری شده بودند. در ابتدای همین مقاله به ابداع روش‌هایی برای بتن ریزی در هوای سرد اشاره کردیم که در آن از افزودنی‌هایی برای جلوگیری از یخ زدگی بتن در هوای خیلی سرد استفاده می‌کردند. افزودنی‌های حباب زا در واقع همان ترکیبات شیمیایی هستند که با تکنیک ایجاد حباب‌های بسیار ریز در بتن مانع از یخ زدگی آب حین عملیات بتن سازی در هوای سرد می‌شوند. از طرفی نقش حباب زا‌ها در جلوگیری از آب انداختن بتن و عدم جداشدگی سنگدانه‌ها نیز تاثیرگذار است. خلاصه اگر بخواهیم در هوای خیلی سرد که قطعاً با چالش آب یخ بسته دست و پنجه نرم می‌کنیم، موفق به انجام کیورینگ بتن شویم، باید به نوعی از این افزودنی های بتن به شکل حباب ساز‌ها استفاده کنیم.

حباب ساز‌ها مقاومت کلی بتن در برابر چرخه‌های دمایی و همچنین شرایط متوالی تر و خشک شدن بتن ارتقا می‌بخشند. در عین حال مقدار کارپذیری بتن را افزایش داده و در توزیع یکدست آن میان حجم‌های قالب بندی تاثیرگذار است. این ترکیبات به عنوان یک بافر فیزیکی عمل کرده که از ایجاد ترک‌ها به علت تنش‌های ایجاد شده در اثر افزایش حجم آب در دماهای انجماد جلوگیری می‌کند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های حباب زا

  • باعث افزایش دوام بتن در برابر سیکل‌های یخبندان و ذوب می‌شوند.
  • مانع از جداشدگی سنگدانه‌های بتن شده و در کاهش احتمال پدیده آب انداختن بتن تاثیرگذار است.
  • باعث کاهش وزن مخصوص بتن شده و مدول الاستیسیته بتن را تقویت می‌کند.
  • در بهبود مقاومت شیمیایی بتن تاثیرگذار است که باعث کاهش تاثیر سیمان در بتن خواهد شد.
  • مقاومت بتن در مقابل نمک‌های یخ زدا را تقویت می‌کند.
  • بدون تاثیر در کارایی بتن از مقدار آب مصرفی می‌کاهد.

افزودنی های بتن ترکیبات پوزولانی

ترکیبات پوزولانی برای افزایش قابلیت کارپذیری بتن‌های چگال کارایی دارند. از بتن‌های چگال که وزن بسیار سنگینی دارند، برای ساخت سازه‌های بزرگ و قدرتمند عمرانی مانند دیواره سدها، مخازن آب‌ها و... استفاده می‌کنند. این نوع بتن آنچنان سنگین است که برای توزیع یکدست به کمک افزودنی های بتن مانند ترکیبات پوزولانی نیاز دارد.

علاوه بر این، استفاده از ترکیبات پوزولانی در کاهش گرمای بتن ناشی از فرایند هیدراتاسیون نیز تاثیرگذار است. در عین حال از مقدار ریسک قلیایی شدن محیط بتن می‌کاهد و بتن را در مقابل مشکلات محیطی مانند آب شستگی مقاوم‌تر می‌کند. ترکیبات پوزولانی به دو شکل طبیعی و مصنوعی تهیه می‌شوند.

پوزولانی‌های طبیعی شامل ترکیباتی اعم از خاک رس، توف‌های آتشفشانی، پومسیت‌ها و... است. در مقابل پوزولانی‌های مصنوعی را از ترکیبات شیمیایی مانند سیلیکا فوم، خاکستر بادی، سرباره کوره آهن گدازی و... تهیه می‌کنند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های ترکیبات پوزولانی

  • در تهیه بتن با مقاومت بسیار زیاد تاثیرگذار هستند.
  • باعث افزایش قابلیت پایایی بتن از طریق کاهش نفوذپذیری می‌شوند.
  • حتی می‌توانند جایگزین سیمان و یا بخشی از سیمان مصرفی بتن باشند.
  • با کاهش حرارت بتن حین فرایند هیدراتاسیون در تعادل کیورینگ بتن و جلوگیری از ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق تاثیرگذار است.

افزودنی‌های گاز ساز

از افزودنی‌های گازساز برای تولید حباب‌های هیدروژن در عمق بتن استفاده می‌کنند. این افزودنی‌ها با ایجاد حباب‌های گاز تشکیل شده و از نشست و آب انداختن بتن جلوگیری می‌کنند. در عین حال کاملاً مناسب ساخت بتن‌های سبک در پروژه‌های گوناگون عمرانی هستند.

افزودنی‌های گاز ساز ترکیباتی از پودر آلومینیوم، کربن فعال و هیدروژن پراکسید هستند که پس از اضافه شدن به ترکیب بتن در فرایند هیدراتاسیون بتن تاثیر گذاشته و در امتداد زنجیره واکنش‌های شیمیایی باعث تولید گاز هیدروژن می‌شوند. مقدار حجم گاز هیدروژن تولید شده نیز به عوامل متعدد از جمله مقدار افزودنی مواد، ترکیبات شیمیایی بتن، دمای بتن و... بستگی دارد. از این افزودنی‌ها نهایتا دو درصد وزن سیمان استفاده می‌کنند که تاثیر چشمگیری در چگونگی ایجاد بتن‌های سبک با چگالی کم دارد.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های گاز ساز

  • با ایجاد تعادل در فرایند هیدراتاسیون از آب انداختن بتن جلوگیری می‌کند.
  • مانع از نشست سریع بتن و ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق در بتن می‌شود.
  • مناسب ساخت و فرآوری بتن‌های سبک در سازه‌های پیش ساخته بتنی هستند.

افزودنی‌های ضد حباب هوا

از جمله مهمترین افزودنی های بتن است که در این سال‌های اخیر ابداع شده‌اند و در همین مدت زمان کوتاه کاملاً مورد توجه جامعه مهندسی در سراسر جهان قرار گرفته‌اند. این افزودنی‌ها مانع از شکل‌گیری حباب‌های هوا در داخل بتن می‌شوند.

وجود حباب‌های هوا در داخل بتن از چالش‌های جدی حین پروژه‌های بتن ریزی است. چرا که این حباب‌ها همراه بتن سخت شده و در بتن باقی می‌مانند که در چرخه‌های دمایی باعث ایجاد ترک‌های عمیق در بتن خواهند شد. در عین حال از مقدار مقاومت فشاری بتن می‌کاهند. در پروژه‌های عمرانی از انواع تکنیک‌های ارتعاش بتن برای خارج ساختن حباب‌های هوا استفاده می‌کنند. اما با حضور افزودنی‌های ضد حباب هوا در عمل بخش بزرگی از این حباب‌ها خارج شده است. این افزودنی‌ها از ترکیباتی مانند سیلیکون‌ها، بوتیل فسفات و یا الکل‌های غیر محلول تهیه می‌شوند.

افزودنی‌های ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی

از جمله انواع افزودنی های بتن است که در ایجاد تعادل شیمیایی بتن تاثیرگذار است و از شکل گیری محیط‌های قلیایی جلوگیری می‌کند. در بتن معمولی به علت واکنش شیمیایی سیمان قلیایی با سیلیکای سنگدانه‌ها باعث انبساط سنگدانه‌ها می‌شود. نوعی ماده ژل مانند در امتداد این واکنش مخرب قلیایی تشکیل خواهد شد که باعث انبساط حجمی در بتن شده و در نهایت در شکل گیری ترک‌های عمیق و گسست سنگین بتن کاملا تأثیرگذار است. با استفاده از افزودنی‌ها مانند ترکیبات پوزولانی و یا هواسازها می‌توانیم در مقابل این پدیده عکس العمل‌های مفید داشته باشیم. اما بدون تردید حضور مواد افزودنی ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی در مهار اثر قلیایی سیمان در سیلیکای سنگدانه‌ها بهترین انتخاب است. این افزودنی های بتن از ترکیبات پودر آلومینیوم و نمک لیتیوم تهیه می‌شوند.

افزودنی‌های ضد آب شستگی

از جمله انواع افزودنی های بتن است که با هدف جلوگیری از فرسایش بتن در مقابل جریان‌های آبی و یا افزایش مقاومت بتن برای سازه‌های مدفون در آب کارایی دارد. این افزودنی‌ها باعث افزایش مقاومت بتن شده تا در مقابل شستگی دائمی جریان‌های آبی مقاوم باشد. در عین حال بر خاصیت چسبندگی بتن می‌افزاید که تاثیر عمیق در ایجاد سازه‌های زیر آبی دارد. این ترکیبات را معمولاً بر پایه لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی در کنار غلیظ کننده‌های پایه سلولزی تهیه می‌کنند.

افزودنی‌ها برای جلوگیری از جمع شدگی بتن

از انواع افزودنی های بتن است که در همان فاز نخست شکل گیری بتن حین مراحل اختلاط اضافه شده و در کاهش انقباض بتن نقش برجسته دارند. حضور این افزودنی‌ها از انقباض زود هنگام بتن و ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق در بتن جلوگیری می‌کند. از نگاه عملیاتی هر گاه شرایط بتن مستعد ایجاد انقباض‌های سریع مانند خشک شدن در هوای گرم باشد، خطر ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق زیاد است که برای جلوگیری از چنین پدیده‌های مخرب از افزودنی‌های جلوگیری جمع شوندگی بتن استفاده می‌کنند. حضور این ترکیبات حتی در افزایش مقاومت بتن آنهم در سنین اولیه و یا سنین بالاتر تاثیرگذار است.

افزودنی‌های ضد خورندگی

آنچه با عنوان خورندگی در بتن می‌شناسیم، در واقع مربوط به خوردگی یا زنگ زدگی فولاد بتن آرمه است. فولاد کار شده در بتن مسلح نسبت به جریان‌های مخرب محیطی کاملاً حساس است و با قرار گرفتن در معرض رطوبت، آب شور، کلراید‌ها و یا سولفات‌ها و انواع ترکیبات نمکی به سرعت خورده می‌شود. برای جلوگیری از پیشرفت فرسایش فولاد در ترکیب بتن‌های مسلح از افزودنی‌های ضد خورندگی استفاده می‌کنند.

موارد استفاده از افزودنی های بتن ضد خورندگی عموماً برای ایجاد سازه‌های دریایی است و شامل ترکیباتی از سدیم بنزوات، سدیم نیترات و سدیم نیتریت می‌شود. استفاده از این افزودنی‌ها باعث افزایش طول عمر سازه‌های بتن مسلح خصوصا سازه‌های دریایی تا فراتر از ۴۰ سال می‌شود.

افزودنی‌های چسباننده

یک نوع افزودنی بتن است که با هدف چسباندن بتن جدید بر روی بتن قدیمی کارایی دارد. در شرایط عادی وقتی از بتن جدید بر سطح بتن قدیمی می‌گسترانید، احتمال شکست بتن در اثر فشارهای شدید در محل اتصال بین دو بتن زیاد است. در این صورت سازه بتنی الحاقی شده کارایی مناسبی ندارد. برای پرهیز از این مشکل نوع خاصی از افزودنی های بتن را ابداع کرده‌اند که رفتاری چسب مانند دارد. این افزودنی‌ها به ملات اصلی بتن اضافه نمی‌شود؛ بلکه پس از عمل آوری و درست قبل از تخلیه بتن تازه بر روی سطح بتن کهنه گسترانده شده و باعث اتصال میان سطوح بتنی می‌شود. این افزودنی‌ها را از ترکیبات شیمیایی مانند امولوسیون‌های آبی و لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی، پلیمرها مانند پلی وینیل کلراید، پلی وینیل استات و... تهیه می‌کنند.

افزودنی‌های ضد قارچ، ضد باکتری و ضد عفونی کننده

از جمله افزودنی‌ها برای تهیه بتن مناسب سازه‌های بهداشتی هستند. استفاده از این افزودنی‌ها محیط بتن را به مکانی نامناسب تجمع باکتری‌ها و قارچ‌ها تبدیل می‌کند و در خلق سالن‌های بهداشتی، مخازن آبی، لوله‌ها و سازه‌های نگهداری از مواد غذایی و دارویی کارایی دارند. این سری از افزودنی های بتن را با استفاده از ترکیبات مانند فنول پلی ‌هالوژنات و امولسیون‌های دی الدرین تهیه می‌کنند.

انواع افزودنی های بتن

ژل میکروسیلیس

در این مقاله فهرست بلند بالایی از افزودنی‌های شیمیایی بتن را معرفی کرده‌ایم و حالا نوبت برخی از افزودنی‌های معدنی است. در این بخش مهمترین و کاربردی‌ترین افزودنی های بتن معدنی که ژل میکروسیلیس است را بررسی می‌کنیم.

این ژل نوعی ترکیب اصلاح شده معدنی با اضافه شدن ترکیبات پلیمری است که در تمامی طرح‌های اختلاط بتن کارایی دارد. استفاده از ژل میکروسیلیس علاوه بر افزایش مقاومت بتن در دوام و پایداری آن نیز تاثیرگذار است. همچنین از بتن در مواجهه با ترکیبات مواد شیمیایی اسیدی و خورنده مقاومت می‌کند. این افزودنی‌ها شامل طیف بزرگی از انواع میکروسیلیس‌ها می‌شود که شامل ژل میکرو سیلیکا، نرم کننده‌ها، افزودنی‌های پلیمری و... است.

ژل میکروسیلیس می‌تواند مقاومت فشاری بتن را تا حدود قابل توجهی افزایش دهد و در بهبود مقاومت کششی بتن تاثیرگذار باشد. در عین حال حتی در افزایش قابلیت مقاومت خمشی بتن نقش مثبتی دارد و می‌تواند باعث ایجاد بتن‌های مقاوم و ماندگار شود. از افزودنی ژل میکروسیلیس برای تقویت بتن در شرایط دریایی مانند اسکله بنادر و یا سازه‌های آبی دریایی و یا هر سازه مواجه با آب و هر نوع ماده خورنده و اسیدی استفاده می‌کنند.

رنگدانه‌های بتن

افزودنی‌هایی هستند که هیچ نوع تاثیری در بافت بتن ندارند و تنها برای رنگ آمیزی بتن استفاده می‌شوند. این نوع افزودنی در واقع پودرهای رنگی معدنی هستند که در مرحله اختلاط بتن به ترکیب مصالح سیمان و سنگدانه‌ها اضافه می‌شود. از بتن رنگی تهیه شده عموماً برای علامت گذاری کف‌های بتنی و یا دیواره‌های بتنی و... استفاده می‌کنند.

کاربرد افزودنی‌های بتن در شرایط مختلف آب و هوایی

تقابل با شرایط نامناسب محیطی مانند بتن‌ریزی در هوای سرد و یا هوای گرم از مهمترین قابلیت‌ها و موارد استفاده از افزودنی های بتن است. معمولاً در حین بتن‌ریزی با دو چالش هوای خیلی سرد و یا هوای خیلی گرم مواجه هستیم.

  • تاثیر افزودنی‌ها برای بتن‌ریزی در هوای سرد: مدت زمان گیرش بتن در هوای سرد بسیار طولانی است. در عین حال دائماً با خطر یخ بستن آب و انبساط آن در داخل بتن مواجه هستیم که منجر به شکست و ترک خوردن بتن می‌شود. از طرفی خطر دوره‌های ذوب و انجماد ماهیت بتن را تهدید می‌کند. برای تقابل با چنین مشکلاتی می‌توانیم از افزودنی های بتن مانند زودگیرها و یا ضد یخ سازها استفاده کنیم.
  • تاثیر افزودنی‌ها برای بتن ریزی در هوای گرم: در هوای گرم سرعت تبخیر آب بتن بسیار زیاد است و ممکن است بسیار سریع‌تر از سرعت فرآیند هیدراتاسیون باشد. در این صورت مادامیکه بتن مدت کیورینگ را سپری نکرده، حجم قابل توجه آب خود را از دست داده و دچار انقباض می‌شود. در این حالت همیشه خطر ایجاد ترک‌های عمیق در بتن وجود دارد. از طرفی در هوای گرم باید بتوانیم شرایط اسلامپ بتن را حفظ کنیم. برای تقابل با این مشکلات نیز از انواع افزودنی‌ها مانند روان کننده‌ها با کارایی بالا استفاده می‌کنند.

ملاحظات فنی و اجرایی استفاده از افزودنی های بتن

برای تهیه بتن با خواص ویژه بدون تردید به استفاده بهینه از انواع افزودنی های بتن نیاز دارید. اما لازم است تا در حین استفاده از این ترکیبات برخی ملاحظات فنی و اجرایی را رعایت کنید. از قبیل:

  • قبل از اعمال کلی یک دوره عملیات‌های استاندارد آزمایش را سپری کنید تا از نتایج مناسب افزودن این ترکیبات در شرایط پروژه اطمینان داشته باشید.
  • در صورت تصویب نهادهای نظارتی می‌توانید از افزودنی های بتن استفاده کنید.
  • در مواردی لازم است تا چندین افزودنی را به شکل همزمان استفاده کنید. در این صورت سازگاری چند ماده در کنار یکدیگر را بررسی کنید.
  • هر نوع افزودنی باید در اندازه دقیق و با رعایت وزن محاسبه شده طبق فرمول انجام شود.
  • لازم است تا تاثیر افزودنی‌ها را در طول بلند مدت بررسی کنید.
  • طبق دستورالعمل سازنده از افزودنی‌ها استفاده کنید.

این مقاله بحث جامعی برای معرفی انواع افزودنی های بتن بود تا دید عینی و تحقیقی مناسبی نسبت به تمامی این افزودنی ها داشته باشید. اما در عمل هر کدام از این افزودنی های بتن محصول کارخانجات متفاوت هستند که لازم است تا آنها را مطابق با دستور العمل برند سازنده استفاده کنید. در عین حال در صورت استفاده همزمان از چند افزودنی لازم است تا سازگاری آنها با یکدیگر را بررسی کرده باشید

همه چیز در خصوص افزودنی های بتن

بتن یک متریال ترکیبی است که آن را با استفاده از ترکیب مصالح پایه مانند سیمان، سنگدانه‌ها (شن و ماسه) و آب تهیه می‌کنند. اما در بسیاری از پروژه‌ها به بتن با خواص متفاوتی نیاز داریم که ما را با موضوعات گسترده تولید بتن‌های فرآوری شده مواجه می‌کند. انواع افزودنی های بتن ترکیباتی مضاعف از مصالح پایه هستند که به شکل گرد و یا مایع برای اصلاح خواص بتن و یا تولید بتن با خواص متفاوت در اختلاط بتن اضافه می‌شوند.

ایده بهره‌مندی از افزودنی های بتن به سال‌های ۱۹۴۰ باز می‌گردد که مهندسین خلاق آن سال‌ها برای تولید بتن در هوای سرد از افزودنی‌های هواساز استفاده کردند. این ایده به سرعت مورد توجه قرار گرفت و برای تهیه بتن در شرایط یخبندان استفاده شد. از آن زمان مهندسین و محققین به فکر استفاده از افزودنی‌های دیگر با هدف تولید بتن با خواص بهتر افتادند و حالا به انبوه افزودنی های بتن دسترسی داریم که هر کدام مخصوص تهیه بتن در شرایطی خاص هستند. در این مطلب از گروه متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی جامع انواع افزودنی های بتن می‌پردازیم. همچنین برای  خرید قطعه بتنی می‌توانید روی کمک ما حساب کنید.

انواع افزودنی های بتن

هدف از کاربرد افزودنی های بتن

افزودنی های بتن از همان ابتدا که برای تولید بتن در هوای سرد به کار رفته‌اند، کاربردی گسترده دارند. بعد‌ها و با توسعه روز افزون تحقیقات علمی انواع افزودنی‌ها مانند روان کننده‌ها، فوق روان کننده‌ها با ترکیباتی از نفتالین فرمالدئید توسط ژاپنی‌ها ابداع شد و در نهایت آلمانی‌ها نیز نوع ترکیبات ملامین را ابداع کردند. افزودنی‌های اولیه برای کاستن آب و تهیه بتن با کارایی باثبات‌تر استفاده می‌شدند، تا جاییکه نقش برجسته در تهیه بتن‌ها با مقاومت زیاد داشتند.

در حال حاضر انواع افزودنی های بتن برای ساختن انواع بتن با مقاومت زیاد، بتن با دوام زیاد، بتن‌های پوزولانی، بتن‌ها با کارایی زیاد، بتن‌های ضد آب و ضد انفجار و یا بتن‌های ضد سایش استفاده می‌کنند. در عین حال اکنون شاهد ابداع افزودنی‌هایی هستیم که به ساخت بتن‌های خود تراکم انجامیده است. این بتن‌های خود تراکم بدون نیاز به ایجاد لرزش توانایی توزیع یکنواخت در هر حجم پیچیده قالب بندی شده را دارند. در هر صورت هدف از کاربرد افزودنی های بتن تولید بتن‌ها با کارایی بهتر، مقاومت بیشتر و کاربردی تخصصی‌تر است.

افزودنی های بتن چیست؟

به هر نوع ماده که متفاوت از مصالح پایه مانند سیمان، آب و یا سنگدانه‌ها به ترکیب بتن با هدف تولید ویژگی خاص اضافه شود، اصطلاحاً افزودنی های بتن گفته می‌شود. این افزودنی های بتن ترکیباتی بر پایه مواد شیمیایی و یا معدنی هستند که در حین مراحل اختلاط بتن و یا پس از پایان اختلاط بتن به شکل درصدی از وزن سیمان به وزن نهایی بتن اضافه می‌شوند.

برای استفاده از انواع افزودنی های بتن فرمول‌ها و دستورالعمل‌های خاصی تدوین شده است. زیرا هر نوع اشتباه در اضافه کردن این افزودنی‌ها خطر تخریب بافت بتن را به دنبال دارد. انواع این افزودنی‌های بتن بسیار متنوع هستند که در دسته بندی‌های کاملا تفکیک شده قرار می‌گیرند. در عین حال می‌توانیم از این متریال‌ها هم برای بتن تازه ساخته شده و هم برای بتن سخت شده و حتی به شکل پودر پاشی در بتن عمل آوری شده استفاده کنیم.

افزودنی های بتن خاصیت نهایی بتن را به شدت تغییر می‌دهند. قاعدتاً در صورت استفاده مناسب در تقویت خواص فیزیکی و شیمیایی بتن تاثیرگذار هستند؛ اما در صورت استفاده با میزان دوز اشتباه مستعد تخریب بافت بتن هستند.

کاربرد افزودنی های بتن

انواع افزودنی های بتن

افزودنی های بتن چه از نظر ساختار شیمیایی، نوع ترکیب، عملکرد و حتی نوع عمل‌آوری با یکدیگر متفاوت هستند. در حالت کلی انواع این متریال‌ها را در دو گروه بزرگ قرار می‌دهند.

  • افزودنی‌های شیمیایی
  • افزودنی‌های معدنی

افزودنی‌های شیمیایی بر پایه ترکیبات شیمیایی از واکنش‌های زنجیره‌ای عناصر در محیط‌های کارخانه‌ای ساخته می‌شوند و کاربرد گسترده در بهبود خواص فیزیکی بتن دارند. در مقابل افزودنی‌های معدنی هستند که بر پایه فرآوری محصولات معدنی تهیه شده و در بهبود خواص شیمیایی بتن و حتی خواص فیزیکی تا تهیه بتن با کاربرد‌های خاص تاثیرگذار هستند. در ادامه این دو گروه را با نگاه جامع‌تری تفکیک می‌کنیم.

انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن

این متریال‌ها بر پایه زنجیره‌های شیمیایی ساخته شده‌اند و در بهبود خواص فیزیکی بتن مانند افزایش دوام، مقاومت، کارایی و تحمل سایش بتن نقش بازی می‌کنند. این افزودنی‌ها به قرار زیر هستند:

  • افزودنی‌های کاهنده آب
  • افزودنی‌های کندگیر کننده
  • افزودنی‌های تندگیر کننده
  • افزودنی‌های روان کننده و فوق روان کننده
  • افزودنی‌های حباب زا
  • افزودنی‌های پوزولانی
  • افزودنی‌های آب بند
  • افزودنی‌های گاز ساز
  • افزودنی‌های ضد حباب هوا
  • افزودنی‌های ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی
  • افزودنی‌های کاهنده جمع شدگی بتن
  • افزودنی‌های ضد آب شدگی بتن
  • افزودنی‌های چسباننده
  • افزودنی‌های ضد قارچ، ضد باکتری و ضد عفونی کننده
  • رنگدانه‌های بتن

انواع افزودنی‌های معدنی بتن

این افزودنی‌ها بر پایه ترکیبات معدنی تهیه می‌شوند و در هر دو مقوله افزایش مقاومت فیزیکی بتن و یا افزایش پایداری شیمیایی آن تاثیرگذار هستند. همچنین در کاهش نفوذپذیری بتن نقش بازی می‌کنند که تاثیر مثبت در بهبود خواص پایدار بتن و جلوگیری از ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق دارد. انواع این افزودنی‌ها به قرار زیر هستند:

  • دوده سیلیس
  • سرباره آهن
  • خاکستر پوسته برنجی
  • خاکستر بادی

تشریح تمامی این افزودنی‌ها فراتر از ظرفیت این مقاله است. لذا در ادامه این مطلب به توضیحاتی کامل برای آشنایی با افزودنی‌های متداول و کاربردی می‌پردازیم.

موارد استفاده از افزودنی های بتن

افزودنی‌های کاهنده آب

از این افزودنی‌ها برای مدیریت آب در شکل گیری بتن استفاده می‌کنند، به شکلی که نیاز بتن به اضافه شدن آب را کاهش می‌دهد. آب از مصالح پایه شکل گیری بتن است و افزودن آب باعث روان شدن و افزایش کارپذیری بتن می‌شود. اما در صورت استفاده بیش از حد منجر به تخریب بافت بتن شده که در خواص مقاومت و دوام بتن تاثیر منفی می‌گذارد.

با بهره‌مندی از افزودنی‌های کاهنده آب می‌توانیم چگونگی استفاده آب در بتن را مدیریت کرده و باعث افزایش مقاومت بتن، بهبود چسبندگی بین بتن و فولاد و جلوگیری از ترک خوردن بتن حین مراحل کیورینگ شویم. به افزودنی‌های کاهنده آب اصطلاحاً روان کننده نیز گفته می‌شود. چرا که می‌توانند بدون نیاز به افزایش آب مقدار روان بودن بتن را بهبود بخشند.

انواع این روان کننده‌ها را بر پایه لیگنو سولفونات‌های سدیم، کلسیم و یا آمونیوم می‌سازند. در عین حال نسل جدیدی از فوق روان کننده‌ها بر پایه پلیمرهای آکریلیک‌ها، مولتی پلی کوبوویلاتر‌ها و پلی کربو کسیلات‌ها ابداع شده است که تاثیر کاملاً مثبتی در روان شدن ساده بتن دارند. انواع این افزودنی‌ها عموماً ترکیبات شیمیایی هستند که برای اصلاح عدد اسلامپ بتن استفاده می‌شوند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های کاهنده آب (روان کننده‌ها)

  • باعث کاهش مقدار آب اختلاط بتن به ازای کارایی ثابت بتن و ملات می‌شوند.
  • روان کننده‌ها بالغ بر ۵ درصد و فوق روان کننده‌ها بالغ بر ۱۲ درصد نیاز به اضافه شدن آب در ترکیب بتن را کاهش می‌دهند.
  • استفاده از این روان کننده‌ها به تولید حباب‌های هوا در بتن می‌انجامد و مقدار مجاز آن ۳ درصد در بتن معمولی است.
  • در افزایش مقاومت فشاری، کاهش جمع شدگی و کاهش نفوذپذیری بتن تاثیرگذار هستند.

افزودنی‌های کندگیر کننده بتن

از این افزودنی های بتن برای کاهش سرعت گیرش بتن در مرحله مقدماتی فرایند هیدراتاسیون استفاده می‌کنند. در اصل کندگیر کننده‌ها تاثیری در ایجاد خواص فیزیکی و یا شیمیایی بتن پس از سخت شدن ندارند. بلکه سرعت گیرش اولیه بتن را کاهش می‌دهند و باعث می‌شوند تا بتن در مدت زمان طولانی‌تری سخت شود.

موارد استفاده از افزودنی های بتن نوع کندگیر کننده متنوع است. به عنوان مثال از این افزودنی‌ها در بتن ریزی هوای گرم استفاده می‌کنند تا با افزایش مدت زمان سخت شدن بتن تاثیر مثبتی در تکمیل فرایند هیدراتاسیون داشته باشند. در مواردی دیگر از کندگیر کننده‌ها برای تهیه بتن آماده استفاده می‌کنند تا به این روش بتوانند بتن را از محل کارخانه تا محل پروژه بدون سخت شدن جابجا کنند.

از این افزودنی‌ها برای پروژه‌های روسازی بتن استفاده می‌کنند تا خطر ترک خوردن بتن در اثر بخار سریع آب کاهش پیدا کند. همچنین از این ترکیبات برای افزایش مقاومت بتن در مقابل ترک خوردگی‌ها نیز استفاده شده است. این ترکیبات بر پایه کلسیم سولفات با بهره‌مندی از ترکیبات گچی ساخته می‌شوند. حتی در برخی محصولات از ترکیبات مانند فرآورده‌های سلولزی، نمک‌های اسیدی و یا نشاسته به عنوان کندگیر کننده استفاده شده است.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های کندگیر کننده بتن

  • از این ترکیبات به منظور تاخیر انداختن گیرش بتن استفاده می‌کنند.
  • برای اعمال به بتن تازه با دمای بیشتر از C ° ۳۰ کارایی دارند.
  • باعث جبران اثر تسریع کنندگی گرمای هوا بر بتن می‌شوند.
  • در تعویق گیرش اولیه بتن با دوغاب‌های سیمانی تاثیرگذار هستند.
  • مناسب حمل بتن در مسافت‌های طولانی هستند.
  • می‌تواند روند گیرش بتن را حداقل ۱.۵ ساعت و حداکثر 3 ساعت به تاخیر اندازد.
  • انواع کندگیر کننده‌ها در گونه‌های معمولی و کندگیر کننده‌های قوی دسته بندی می‌شوند.

انواع افزودنی های بتن

افزودنی‌های زودگیر کننده

از این افزودنی های بتن برای کاهش مدت زمان گیرش بتن یا اصطلاحاً زود سخت شدن بتن استفاده می‌کنند. این ترکیبات فرایند سخت شدن بتن در مراحل مقدماتی زنجیره هیدراتاسیون را تسریع می‌کنند و در کل به عنوان تندگیر کننده (زودگیر کننده) شناخته می‌شوند.

حضور افزودنی‌های زودگیر کننده با افزایش سرعت هیدراتاسیون باعث بهبود مقاومت بتن در مراحل اولیه می‌شود. به نوعی بتن را خیلی سریع‌تر در مرحله گیرش نهایی قرار می‌دهد که ویژگی کاملا ایده‌آل در پروژه‌ها مانند قالب برداری سریع است. این افزودنی‌ها در بتن ریزی هوای سرد کارآمد هستند. زیرا در چنین شرایطی مدت زمان تبخیر آب و کیورینگ بتن بسیار طولانی است. اما می‌توانیم با زودگیر کننده‌ها روند سخت شدن بتن در هوای سرد را سریع‌تر کنیم. انواع این افزودنی های بتن از ترکیبات شیمیایی مانند تری اتانول آمین، سیلیکا فوم، سیلیکا ژل، کلسیم کلراید و... تهیه می‌شوند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های زودگیر کننده بتن

  • باعث تسریع در کسب مقاومت بتن در مدت زمان کوتاه می‌شوند.
  • استفاده از آن با رعایت ضوابط مناسب استفاده در بتن ریزی هوای سرد است.
  • مدت زمان حفاظت موقت بتن را حداقل 1 ساعت و حداکثر ۳.۵ ساعت کاهش می‌دهد.
  • مقاومت سه روزه بتن را تا حداکثر ۲۵ درصد افزایش می‌دهد.
  • استفاده از این افزودنی‌ها باعث افزایش جمع شدگی بتن در هوای سرد می‌شود. اما در صورت مصرف نامناسب به دلیل ایجاد جمع شدگی بیش از حد احتمال بروز ترک‌های عمیق در سطح و عمق بتن را افزایش می‌دهد.

افزودنی‌های حباب زا

افزودنی‌های حباب زا از اولین ابتکارات برای خلق بتن‌های فرآوری شده بودند. در ابتدای همین مقاله به ابداع روش‌هایی برای بتن ریزی در هوای سرد اشاره کردیم که در آن از افزودنی‌هایی برای جلوگیری از یخ زدگی بتن در هوای خیلی سرد استفاده می‌کردند. افزودنی‌های حباب زا در واقع همان ترکیبات شیمیایی هستند که با تکنیک ایجاد حباب‌های بسیار ریز در بتن مانع از یخ زدگی آب حین عملیات بتن سازی در هوای سرد می‌شوند. از طرفی نقش حباب زا‌ها در جلوگیری از آب انداختن بتن و عدم جداشدگی سنگدانه‌ها نیز تاثیرگذار است. خلاصه اگر بخواهیم در هوای خیلی سرد که قطعاً با چالش آب یخ بسته دست و پنجه نرم می‌کنیم، موفق به انجام کیورینگ بتن شویم، باید به نوعی از این افزودنی های بتن به شکل حباب ساز‌ها استفاده کنیم.

حباب ساز‌ها مقاومت کلی بتن در برابر چرخه‌های دمایی و همچنین شرایط متوالی تر و خشک شدن بتن ارتقا می‌بخشند. در عین حال مقدار کارپذیری بتن را افزایش داده و در توزیع یکدست آن میان حجم‌های قالب بندی تاثیرگذار است. این ترکیبات به عنوان یک بافر فیزیکی عمل کرده که از ایجاد ترک‌ها به علت تنش‌های ایجاد شده در اثر افزایش حجم آب در دماهای انجماد جلوگیری می‌کند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های حباب زا

  • باعث افزایش دوام بتن در برابر سیکل‌های یخبندان و ذوب می‌شوند.
  • مانع از جداشدگی سنگدانه‌های بتن شده و در کاهش احتمال پدیده آب انداختن بتن تاثیرگذار است.
  • باعث کاهش وزن مخصوص بتن شده و مدول الاستیسیته بتن را تقویت می‌کند.
  • در بهبود مقاومت شیمیایی بتن تاثیرگذار است که باعث کاهش تاثیر سیمان در بتن خواهد شد.
  • مقاومت بتن در مقابل نمک‌های یخ زدا را تقویت می‌کند.
  • بدون تاثیر در کارایی بتن از مقدار آب مصرفی می‌کاهد.

افزودنی های بتن ترکیبات پوزولانی

ترکیبات پوزولانی برای افزایش قابلیت کارپذیری بتن‌های چگال کارایی دارند. از بتن‌های چگال که وزن بسیار سنگینی دارند، برای ساخت سازه‌های بزرگ و قدرتمند عمرانی مانند دیواره سدها، مخازن آب‌ها و... استفاده می‌کنند. این نوع بتن آنچنان سنگین است که برای توزیع یکدست به کمک افزودنی های بتن مانند ترکیبات پوزولانی نیاز دارد.

علاوه بر این، استفاده از ترکیبات پوزولانی در کاهش گرمای بتن ناشی از فرایند هیدراتاسیون نیز تاثیرگذار است. در عین حال از مقدار ریسک قلیایی شدن محیط بتن می‌کاهد و بتن را در مقابل مشکلات محیطی مانند آب شستگی مقاوم‌تر می‌کند. ترکیبات پوزولانی به دو شکل طبیعی و مصنوعی تهیه می‌شوند.

پوزولانی‌های طبیعی شامل ترکیباتی اعم از خاک رس، توف‌های آتشفشانی، پومسیت‌ها و... است. در مقابل پوزولانی‌های مصنوعی را از ترکیبات شیمیایی مانند سیلیکا فوم، خاکستر بادی، سرباره کوره آهن گدازی و... تهیه می‌کنند.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های ترکیبات پوزولانی

  • در تهیه بتن با مقاومت بسیار زیاد تاثیرگذار هستند.
  • باعث افزایش قابلیت پایایی بتن از طریق کاهش نفوذپذیری می‌شوند.
  • حتی می‌توانند جایگزین سیمان و یا بخشی از سیمان مصرفی بتن باشند.
  • با کاهش حرارت بتن حین فرایند هیدراتاسیون در تعادل کیورینگ بتن و جلوگیری از ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق تاثیرگذار است.

افزودنی‌های گاز ساز

از افزودنی‌های گازساز برای تولید حباب‌های هیدروژن در عمق بتن استفاده می‌کنند. این افزودنی‌ها با ایجاد حباب‌های گاز تشکیل شده و از نشست و آب انداختن بتن جلوگیری می‌کنند. در عین حال کاملاً مناسب ساخت بتن‌های سبک در پروژه‌های گوناگون عمرانی هستند.

افزودنی‌های گاز ساز ترکیباتی از پودر آلومینیوم، کربن فعال و هیدروژن پراکسید هستند که پس از اضافه شدن به ترکیب بتن در فرایند هیدراتاسیون بتن تاثیر گذاشته و در امتداد زنجیره واکنش‌های شیمیایی باعث تولید گاز هیدروژن می‌شوند. مقدار حجم گاز هیدروژن تولید شده نیز به عوامل متعدد از جمله مقدار افزودنی مواد، ترکیبات شیمیایی بتن، دمای بتن و... بستگی دارد. از این افزودنی‌ها نهایتا دو درصد وزن سیمان استفاده می‌کنند که تاثیر چشمگیری در چگونگی ایجاد بتن‌های سبک با چگالی کم دارد.

ویژگی‌های فنی و عملیاتی افزودنی‌های گاز ساز

  • با ایجاد تعادل در فرایند هیدراتاسیون از آب انداختن بتن جلوگیری می‌کند.
  • مانع از نشست سریع بتن و ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق در بتن می‌شود.
  • مناسب ساخت و فرآوری بتن‌های سبک در سازه‌های پیش ساخته بتنی هستند.

افزودنی‌های ضد حباب هوا

از جمله مهمترین افزودنی های بتن است که در این سال‌های اخیر ابداع شده‌اند و در همین مدت زمان کوتاه کاملاً مورد توجه جامعه مهندسی در سراسر جهان قرار گرفته‌اند. این افزودنی‌ها مانع از شکل‌گیری حباب‌های هوا در داخل بتن می‌شوند.

وجود حباب‌های هوا در داخل بتن از چالش‌های جدی حین پروژه‌های بتن ریزی است. چرا که این حباب‌ها همراه بتن سخت شده و در بتن باقی می‌مانند که در چرخه‌های دمایی باعث ایجاد ترک‌های عمیق در بتن خواهند شد. در عین حال از مقدار مقاومت فشاری بتن می‌کاهند. در پروژه‌های عمرانی از انواع تکنیک‌های ارتعاش بتن برای خارج ساختن حباب‌های هوا استفاده می‌کنند. اما با حضور افزودنی‌های ضد حباب هوا در عمل بخش بزرگی از این حباب‌ها خارج شده است. این افزودنی‌ها از ترکیباتی مانند سیلیکون‌ها، بوتیل فسفات و یا الکل‌های غیر محلول تهیه می‌شوند.

افزودنی‌های ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی

از جمله انواع افزودنی های بتن است که در ایجاد تعادل شیمیایی بتن تاثیرگذار است و از شکل گیری محیط‌های قلیایی جلوگیری می‌کند. در بتن معمولی به علت واکنش شیمیایی سیمان قلیایی با سیلیکای سنگدانه‌ها باعث انبساط سنگدانه‌ها می‌شود. نوعی ماده ژل مانند در امتداد این واکنش مخرب قلیایی تشکیل خواهد شد که باعث انبساط حجمی در بتن شده و در نهایت در شکل گیری ترک‌های عمیق و گسست سنگین بتن کاملا تأثیرگذار است. با استفاده از افزودنی‌ها مانند ترکیبات پوزولانی و یا هواسازها می‌توانیم در مقابل این پدیده عکس العمل‌های مفید داشته باشیم. اما بدون تردید حضور مواد افزودنی ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی در مهار اثر قلیایی سیمان در سیلیکای سنگدانه‌ها بهترین انتخاب است. این افزودنی های بتن از ترکیبات پودر آلومینیوم و نمک لیتیوم تهیه می‌شوند.

افزودنی‌های ضد آب شستگی

از جمله انواع افزودنی های بتن است که با هدف جلوگیری از فرسایش بتن در مقابل جریان‌های آبی و یا افزایش مقاومت بتن برای سازه‌های مدفون در آب کارایی دارد. این افزودنی‌ها باعث افزایش مقاومت بتن شده تا در مقابل شستگی دائمی جریان‌های آبی مقاوم باشد. در عین حال بر خاصیت چسبندگی بتن می‌افزاید که تاثیر عمیق در ایجاد سازه‌های زیر آبی دارد. این ترکیبات را معمولاً بر پایه لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی در کنار غلیظ کننده‌های پایه سلولزی تهیه می‌کنند.

افزودنی‌ها برای جلوگیری از جمع شدگی بتن

از انواع افزودنی های بتن است که در همان فاز نخست شکل گیری بتن حین مراحل اختلاط اضافه شده و در کاهش انقباض بتن نقش برجسته دارند. حضور این افزودنی‌ها از انقباض زود هنگام بتن و ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق در بتن جلوگیری می‌کند. از نگاه عملیاتی هر گاه شرایط بتن مستعد ایجاد انقباض‌های سریع مانند خشک شدن در هوای گرم باشد، خطر ایجاد ترک‌های سطحی و عمیق زیاد است که برای جلوگیری از چنین پدیده‌های مخرب از افزودنی‌های جلوگیری جمع شوندگی بتن استفاده می‌کنند. حضور این ترکیبات حتی در افزایش مقاومت بتن آنهم در سنین اولیه و یا سنین بالاتر تاثیرگذار است.

افزودنی‌های ضد خورندگی

آنچه با عنوان خورندگی در بتن می‌شناسیم، در واقع مربوط به خوردگی یا زنگ زدگی فولاد بتن آرمه است. فولاد کار شده در بتن مسلح نسبت به جریان‌های مخرب محیطی کاملاً حساس است و با قرار گرفتن در معرض رطوبت، آب شور، کلراید‌ها و یا سولفات‌ها و انواع ترکیبات نمکی به سرعت خورده می‌شود. برای جلوگیری از پیشرفت فرسایش فولاد در ترکیب بتن‌های مسلح از افزودنی‌های ضد خورندگی استفاده می‌کنند.

موارد استفاده از افزودنی های بتن ضد خورندگی عموماً برای ایجاد سازه‌های دریایی است و شامل ترکیباتی از سدیم بنزوات، سدیم نیترات و سدیم نیتریت می‌شود. استفاده از این افزودنی‌ها باعث افزایش طول عمر سازه‌های بتن مسلح خصوصا سازه‌های دریایی تا فراتر از ۴۰ سال می‌شود.

افزودنی‌های چسباننده

یک نوع افزودنی بتن است که با هدف چسباندن بتن جدید بر روی بتن قدیمی کارایی دارد. در شرایط عادی وقتی از بتن جدید بر سطح بتن قدیمی می‌گسترانید، احتمال شکست بتن در اثر فشارهای شدید در محل اتصال بین دو بتن زیاد است. در این صورت سازه بتنی الحاقی شده کارایی مناسبی ندارد. برای پرهیز از این مشکل نوع خاصی از افزودنی های بتن را ابداع کرده‌اند که رفتاری چسب مانند دارد. این افزودنی‌ها به ملات اصلی بتن اضافه نمی‌شود؛ بلکه پس از عمل آوری و درست قبل از تخلیه بتن تازه بر روی سطح بتن کهنه گسترانده شده و باعث اتصال میان سطوح بتنی می‌شود. این افزودنی‌ها را از ترکیبات شیمیایی مانند امولوسیون‌های آبی و لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی، پلیمرها مانند پلی وینیل کلراید، پلی وینیل استات و... تهیه می‌کنند.

افزودنی‌های ضد قارچ، ضد باکتری و ضد عفونی کننده

از جمله افزودنی‌ها برای تهیه بتن مناسب سازه‌های بهداشتی هستند. استفاده از این افزودنی‌ها محیط بتن را به مکانی نامناسب تجمع باکتری‌ها و قارچ‌ها تبدیل می‌کند و در خلق سالن‌های بهداشتی، مخازن آبی، لوله‌ها و سازه‌های نگهداری از مواد غذایی و دارویی کارایی دارند. این سری از افزودنی های بتن را با استفاده از ترکیبات مانند فنول پلی ‌هالوژنات و امولسیون‌های دی الدرین تهیه می‌کنند.

انواع افزودنی های بتن

ژل میکروسیلیس

در این مقاله فهرست بلند بالایی از افزودنی‌های شیمیایی بتن را معرفی کرده‌ایم و حالا نوبت برخی از افزودنی‌های معدنی است. در این بخش مهمترین و کاربردی‌ترین افزودنی های بتن معدنی که ژل میکروسیلیس است را بررسی می‌کنیم.

این ژل نوعی ترکیب اصلاح شده معدنی با اضافه شدن ترکیبات پلیمری است که در تمامی طرح‌های اختلاط بتن کارایی دارد. استفاده از ژل میکروسیلیس علاوه بر افزایش مقاومت بتن در دوام و پایداری آن نیز تاثیرگذار است. همچنین از بتن در مواجهه با ترکیبات مواد شیمیایی اسیدی و خورنده مقاومت می‌کند. این افزودنی‌ها شامل طیف بزرگی از انواع میکروسیلیس‌ها می‌شود که شامل ژل میکرو سیلیکا، نرم کننده‌ها، افزودنی‌های پلیمری و... است.

ژل میکروسیلیس می‌تواند مقاومت فشاری بتن را تا حدود قابل توجهی افزایش دهد و در بهبود مقاومت کششی بتن تاثیرگذار باشد. در عین حال حتی در افزایش قابلیت مقاومت خمشی بتن نقش مثبتی دارد و می‌تواند باعث ایجاد بتن‌های مقاوم و ماندگار شود. از افزودنی ژل میکروسیلیس برای تقویت بتن در شرایط دریایی مانند اسکله بنادر و یا سازه‌های آبی دریایی و یا هر سازه مواجه با آب و هر نوع ماده خورنده و اسیدی استفاده می‌کنند.

رنگدانه‌های بتن

افزودنی‌هایی هستند که هیچ نوع تاثیری در بافت بتن ندارند و تنها برای رنگ آمیزی بتن استفاده می‌شوند. این نوع افزودنی در واقع پودرهای رنگی معدنی هستند که در مرحله اختلاط بتن به ترکیب مصالح سیمان و سنگدانه‌ها اضافه می‌شود. از بتن رنگی تهیه شده عموماً برای علامت گذاری کف‌های بتنی و یا دیواره‌های بتنی و... استفاده می‌کنند.

کاربرد افزودنی‌های بتن در شرایط مختلف آب و هوایی

تقابل با شرایط نامناسب محیطی مانند بتن‌ریزی در هوای سرد و یا هوای گرم از مهمترین قابلیت‌ها و موارد استفاده از افزودنی های بتن است. معمولاً در حین بتن‌ریزی با دو چالش هوای خیلی سرد و یا هوای خیلی گرم مواجه هستیم.

  • تاثیر افزودنی‌ها برای بتن‌ریزی در هوای سرد: مدت زمان گیرش بتن در هوای سرد بسیار طولانی است. در عین حال دائماً با خطر یخ بستن آب و انبساط آن در داخل بتن مواجه هستیم که منجر به شکست و ترک خوردن بتن می‌شود. از طرفی خطر دوره‌های ذوب و انجماد ماهیت بتن را تهدید می‌کند. برای تقابل با چنین مشکلاتی می‌توانیم از افزودنی های بتن مانند زودگیرها و یا ضد یخ سازها استفاده کنیم.
  • تاثیر افزودنی‌ها برای بتن ریزی در هوای گرم: در هوای گرم سرعت تبخیر آب بتن بسیار زیاد است و ممکن است بسیار سریع‌تر از سرعت فرآیند هیدراتاسیون باشد. در این صورت مادامیکه بتن مدت کیورینگ را سپری نکرده، حجم قابل توجه آب خود را از دست داده و دچار انقباض می‌شود. در این حالت همیشه خطر ایجاد ترک‌های عمیق در بتن وجود دارد. از طرفی در هوای گرم باید بتوانیم شرایط اسلامپ بتن را حفظ کنیم. برای تقابل با این مشکلات نیز از انواع افزودنی‌ها مانند روان کننده‌ها با کارایی بالا استفاده می‌کنند.

ملاحظات فنی و اجرایی استفاده از افزودنی های بتن

برای تهیه بتن با خواص ویژه بدون تردید به استفاده بهینه از انواع افزودنی های بتن نیاز دارید. اما لازم است تا در حین استفاده از این ترکیبات برخی ملاحظات فنی و اجرایی را رعایت کنید. از قبیل:

  • قبل از اعمال کلی یک دوره عملیات‌های استاندارد آزمایش را سپری کنید تا از نتایج مناسب افزودن این ترکیبات در شرایط پروژه اطمینان داشته باشید.
  • در صورت تصویب نهادهای نظارتی می‌توانید از افزودنی های بتن استفاده کنید.
  • در مواردی لازم است تا چندین افزودنی را به شکل همزمان استفاده کنید. در این صورت سازگاری چند ماده در کنار یکدیگر را بررسی کنید.
  • هر نوع افزودنی باید در اندازه دقیق و با رعایت وزن محاسبه شده طبق فرمول انجام شود.
  • لازم است تا تاثیر افزودنی‌ها را در طول بلند مدت بررسی کنید.
  • طبق دستورالعمل سازنده از افزودنی‌ها استفاده کنید.

این مقاله بحث جامعی برای معرفی انواع افزودنی های بتن بود تا دید عینی و تحقیقی مناسبی نسبت به تمامی این افزودنی ها داشته باشید. اما در عمل هر کدام از این افزودنی های بتن محصول کارخانجات متفاوت هستند که لازم است تا آنها را مطابق با دستور العمل برند سازنده استفاده کنید. در عین حال در صورت استفاده همزمان از چند افزودنی لازم است تا سازگاری آنها با یکدیگر را بررسی کرده باشید