تعریف مواد افزودنی بتن:
ماده ای است به غیر از سیمان پرتلند ، سنگدانه ها و آب که بصورت پودری یا مایع ، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به بتن افزوده می شود.اشتباه در مورد مقدار مواد افزودنی بتن افزودنی می تواند عواقب سوء در بتن تازه و یا سخت شده ایجاد نماید.
تاریخچه استفاده از مواد افزودنی بتن:
سابقه استفاده از مواد افزودنی در ساخت و ساز بسیار طولانی است.
معروف است که رومیان از چربی های حیوانی، شیر و خون برای بهبود مشخصات مصالح ساختمانی خود استفاده می کرده اند.استفاده از این مواد عمدتا به بهبود کارایی می انجامید، علاوه بر آن خون بدلیل دارا بودن هموگلوبین ميتوانست به نوعی تولید حباب های هوا بنماید که دوام مصالح ساختمانی را بهبود می بخشید.
چینی ها از خمیر برنج، روغن تانگ و ملاس برای بهبود خواص مصالح استفا ه می کردند.در ایران نیز از تخم مرغ، خاکستر کوره حمام، پشم حیوانات و مواد مشابه برای ساخت ساروج و بهبود ویژگی های مصالح مورد استفاده در ساخت و ساز استفاده می نمودند. معماران قدیمی با استفاده از این مواد شاهکارهایی در دوره های مختلف تاریخی را بنا کرده اند.
پس از انقلاب صنعتی و تحول روشهای ساخت و ساز از یک سو و نیاز به سازه های خاص با ویژگی های جدید از سوی دیگر فصل جدیدی در کاربرد استفاده از افزودنی ایجاد نمود. اندیشه تحقیق و مطالعه درباره افزودنی ها بعد از تولید صنعتی سیمان در نیمه دوم قرن نوزدهم و شناخت ترکیبات و فرایند هیدراتاسیون، ابتدا در مراکز علمی و آکادمیک مورد بررسی قرار گرفت و به تدریج کاربرد آنها در صنعت رواج پيدا کرد.
روان کننده ها، زودگیر کننده ها، کندگیر کننده ها و حباب سازها به عنوان افزودنی شیمیایی متداول در نخستین سالهای دهه سوم قرن بیستم اختراع شدند.
قدیمی ترین مستند علمی و فنی معتبر حکایت از آن دارد که روان کننده بر پایه نفتالین سولفونات اولین ترکیبی آلي است که در سال 1932 توسط یک شرکت آمریکایی اختراع و ثبت گردید و سپس در طول دهه های 1930 و 1940 مصرف روان کننده های دیگر کشور اساس لیگنوسولفونات ها بودند رواج پيدا کرد. پس از آن در حدود سالهای 1950 بود که مشتقات آلی دیگری مثل هیدروکسید کربوکسیلیک، ترکیبات پلیمری و اسید های چرب رواج یافتند.
انواع افزودنی های رایج مورد استفاده در بتن:
* ضد یخ بتن
در ادامه تمامی محصولات بطور جداگانه شرح داده می شوند.
فوق روان کننده بتن
فوق روان کننده بتن محصولی پلیمری بر پایه پلی کربوکسیلات ، لیگنو سولفونات ، نفتالین سولفونات و ملامین سولفونات تولید می شود.
به همراه ترکیباتی پایدار کننده بوده که به عنوان یک افزودنی سودمند نقش مهمی در بهبود خواص رئولوژی بتن از جمله روانی، مقاومتهای فشاری، نفوذ ناپذیری و دوام ایفا می کند. این محصول ضمن ثابت نگهداشتن نسبت آب به سیمان بطور چشمگیری کارپذیری ملات بتنی را افزایش می دهد. اختلاط با بتن باعث افزایش وزن مخصوص و تراکم بتن، استحکام فشاری و کاهش جداشدگی دانه ها شده همچنین قابلیت پمپ شدن بتن را افزایش می دهد.
مزایای استفاده از فوق روان کننده ها
* افزایش اسلامپ، سهولت پمپاژ و کاهش استهلاک تجهیزات
* افزایش مقاومت فشاری و کاهش نفوذ پذیری بتن
* کاهش زمان بازکردن قالبها در ستون ها و سقف
* سازگاری با انواع سیمان های پرتلند
* ایجاد سطحی صاف و مناسب در بتن ریزی های حجیم بدون نیاز به ویبره کردن
ابرروان کننده بتن
ابرروان کننده بتن محصولی پلیمری بر پایه پلی کربوکسیلات اتر با درصد جامد بالا و ترکیبات کمکی ویژه ای بوده که به عنوان یک افزودنی سودمند ضمن افزایش چشمگیر کارپذیری ملات بتنی، قابلیت حفظ اسلامپ فوق العاده ای داشته و باعث افزایش مقاومت های مکانیکی بتن و کاهش جداشدگی دانه ها خواهد شد. همچنین کاهش نسبت آب به سیمان و توزیع یکنواخت و مطلوب سیمان در بین اجزاء سازنده بتن سبب افزایش وزن مخصوص و مقاومت بتن شده و میزان نفوذپذیری کاهش می یابد.
مزایای استفاده از ابر روان کننده ها
* قابلیت حفظ اسلامپ و امکان استفاده در بتن ریزی های حجیم
* ها ایجاد روانی در بتن و جلوگیری از آب انداختگی و جداشدن سنگدانه ها
* جلوگیری از حبس هوا در بتن و افزایش وزن مخصوص و انسجام
* قابلیت کاربرد همزمان با میکروسیلیس، خاکستر بادی و سایر مواد پوزولانی
* مقاومت فشاری زودرس در تمام سنین بتن
ژل میکروسیلیس
ژل میکروسیلیس یکی از مناسبترین افزودنی های بتن جهت افزایش دوام بتن می باشد که استفاده از آن به دلیل دارا بودن ترکیب پوزولانی، علاوه بر افزایش روانی و مقاومتهای مکانیکی، سبب بالا رفتن مقاومت شیمیایی و نفوذناپذیری در برابر رطوبت و یونهای خورنده از جمله کلر و سولفات شده و مصرف آن در مناطق شمالی و جنوبی کشور که در معرض خوردگی چنین یونهایی قرار دارند، قویا توصیه می گردد. افزودنی ژل میکروسیلیس به دلیل کاهش نسبت آب به سیمان سبب تراکم بیشتر، واترپروف شدن و افزایش مقاومت مکانیکی بتن تا 30% نیز می گردد. چنانکه میتواند به عنوان افزودنی بتن، جایگزین مقرون به صرفه و مناسبی برای کفپوش سیمانی پر مقاومت به شمار آید.
ژل میکروسیلیس بر اساس استاندارد های ASTM C494 & C1202 و در گریدهای نرمال و مکمل بتن تولید و عرضه شده که این گریدها از لحاظ قدرت روان کنندگی ، میزان مقاومت مکانیکی و سرعت واکنش از یکدیگر تفکیک میگردند.
موارد مصرف از ژل میکروسیلیس
* بتن ریزی در سازه های حجیم و پر مقاومت
* ایجاد مقاومت و نفوذ ناپذیر نمودن بتن در برابر حملات یونهای خورنده کلر و سولفات بخصوص در مناطق شمالی و جنوبی کشور
* ساخت بتن واترپروف در دیوارهای حائل، منابع آبی و چاله آسانسورها
* کفپوش ها و کفسازی های پایه سیمانی پر مقاومت و محیط بیمارستانی در معرض اشعه
مزایای استفاده از ژل میکروسیلیس
* افزايش مقاومتهاي شيميائي، مكانيكي، نفوذ ناپذيري و واترپروف شدن بتن
* افزايش رواني، تراکم و دوام بتن بدون نياز به فوق روان كننده یا افزودنیهای دیگر
* جابجائي، نگهداري و مصرف بسيار آسان و راحت
* حفاظت از سلامتي و بهداشت كاركنان و محيط كار
ضد یخ بتن
ضد یخ بتن یکی از افزودنی های مهم و کاربردی جهت جلوگیری از یخزدگی بتن در هنگام و پس از بتن ریزی علی الخصوص در فصول سرد و یخبندان می باشد. استفاده از این محصول در بتن به دلیل دارا بودن ویژگی کاهش نقطه انجماد آب و تسریع در فرآیند هیدراسیون سیمان، راه حل مناسبی جهت جلوگیری از ایجاد وقفه در بتن ریزی یا سست شدن بتن و ملات در فصول سرد خواهد بود. ضدیخ بتن مایع ترکیبی از مواد معدنی و آلی محلول در آب و سایر افزودنیهای کمکی می باشد که علاوه بر افزایش روانی بتن، از اثرات منفی از جمله کاهش مقاومت، پوک شدن و سست شدن بتن نیز جلوگیری می نماید. این افزودنی فاقد یون کلر بوده و به هیچ عنوان اثر نامطلوب بر روی آرماتورها و بتن نخواهد داشت.
مزایای استفاده از ضدیخ بتن
* امکان بتن ریزی در دمای 15- درجه سانتی گراد
* افزایش اسلامپ بتن در نسبت آب به سیمان ثابت
* عدم کاهش مقاومت بتن و فاقد یون خورنده کلر
* ایجاد خاصيت هوازائي در بتن
* جلوگیری از وقفه در بتن ریزی و صرفه جویی در زمان و هزینه پروژه ها
زودگیر بتن
زودگیر بتن پودری محصولی است که با هدف تسریع هیدراسیون سیمان و کاهش زمان سخت شدن بتن یا ملات به آن اضافه می گردد. استفاده از این محصول در بتن، بدون ایجاد شوک حرارتی که دارای عوارض نامطلوب در کاهش مقاومت نهایی می باشد، باعث حصول مقاومت بالاتر در سنین پایین بتن، کاهش زمان باز کردن قالبها و همچنین کاهش خطرات ناشی از تغییرات سریع دما خواهد شد.
موارد کاربرد :
* بتن ریزی در سطوح شیب دار
* ساخت قطعات بتنی پیش ساخته
* در مواردی که نیاز به بازکردن زودهنگام قالب ها وجود دارد
* لاینینگ کانالها و تونلها
* بتن ریزی در هوای سرد و مناطق سردسیری
مزایا:
* کاهش زمان بازکردن قالب ها
* کاهش زمان گیرش بتن در بتن ریزی در فصول سرد با دمای پایین
* تثبیت مقاطع سنگی و خاکی شیبدار
* افزایش چسبندگی بتن جهت چسباندن بتن جدید به بتن قدیمی
* کاهش ریزش مصالح
روش استفاده از افزودنی های بتن
* انتخاب وسیله توزین یا پیمانه کردن باید متناسب با حالت فیزیکی ماده افزودنی مورد مصرف (پودر یا مایع) و میزان دقتی که در بر داشت و اختلاط آن با بتن مورد نیاز است، صورت گیرد.
* دو یا چند افزودنی ممکن است در یک محلول سازگارنباشند. علت این امر گرایش آنها برای لخته‌سازی و از دست رفتن اثر بخشی هر دو افزونی است.مخلوط کردن دو یا چند افزودنی پیش از افزودن به بتن نباید انجام شود مگر اینکه آزمایش‌ها نشان دهند که هیچ‌گونه اثر نامطلوب وجود نداشته یا اینکه دستورالعمل‌های سازنده این اجازه را بدهند. بهتر است که افزودنی‌ها هنگام افزودن مواد دیگر به مخلوط‌کن وارد شوند یا در حال مخلوط کردن.
* برخی از افزودنیهای شیمیایی به صورت جامد (پودری) قابل حل در آب تهیه می‌شوند که لازم است در محل کاربا آب مخلوط شوند. باید از انحلال کامل پودر در آب و مطابق دستورالعمل مصرف مطمئن شد. در بعضی موارد انحلال کامل نیاز به زمان زیادی دارد که باید مورد توجه قرارگیرد.
شرایط نگهداری و انبار کردن مواد افزودنی بتن:
* در شرایط مناسب و با رعایت دستورالعمل های اعلام شده از سوی سازنده نگهداری شود.
* برخی مواد افزودنی به دلیل از دست دادن کیفیت خود نباید مدت طولانی نگهداری شوند .
* در صورت تردید باید نسبت به انجام آزمایش مطابق مشخصات ماده افزودنی اقدام کرد.
* افزودنی‌ها باید از گردوخاک و از هرگونه آلودگی مضر دیگر محافظت شوند.
* افزودنیهای مایع در طول مدت انبارکردن باید در برابر گرما محافظت شوند زیرا دمای زیاد ممکن است بر روی ترکیب آنها اثر بگذارد. همچنین این مواد باید در برابر یخزدگی محافظت شوند.
* جا به جا کردن و انبار کردن موادافزودنی به ویژه مواد افزودنی سمی و قابل اشتعال باید طبق ضوابط تعیین شده از طرفکارخانه سازنده انجام گیرد
* مواد افزودنی باید در وضعی انبارشوند که دسترسی به آنها و شناسایی هر محموله و هر نوع به آسانی میسر باشد.
* بعضی از مواد افزودنی شامل مواد جامد بصورت محلول سوسپانسیون هستند که ممکن است مواد جامد آنها ته‌نشین گردد که بایدقبل از مصرف به خوبی هم زده شوند.
* افزودنی‌هایی که به شکل جامد پودری استفاده می‌شوند به سرعت رطوبت را جذب می‌کنند و بنابر این باید در محلی خشک و طوری انبار شوند که از خطر نم کشیدن در امان باشند.
* در صورتی که این مواد برای مدت طولانی نگهداری شوند و تغییر در رنگ و بوی آنها ایجاد شده است باید قبل از مصرف مجدداً آزمایش شوند.
* در صورت احتمال ته نشینی، تولیدکنندگان باید اطلاعات مورد نیاز در زمینه روش بهم زدن مجدد را ارائه کنند.