بررسی انواع افزودنی بتن

افزودنی‌های بتن بر اساس نوع عملکرد خود در گروه‌های مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند. هدف از به‌کارگیری این افزودنی‌ها، بهبود ویژگی‌ها و عملکرد بتن در شرایط گوناگون است. از مهم‌ترین انواع افزودنی‌های بتن می‌توان به افزودنی‌های تسریع‌کننده گیرش (تندگیرکننده)، افزودنی‌های کندکننده گیرش، و سایر ترکیبات اصلاح‌کننده اشاره کرد که هر یک با هدف ارتقای کیفیت، دوام و کارایی بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تعریف افزودنی بتن

افزودنی بتن، مواد شیمیایی یا معدنی هستند که در مقادیرکم به بتن تازه اضافه می‌شوند تا خواص آن را بهبود بخشند یا در مراحل مختلف، عملیات بتن‌ریزی راکنترل و مطلوب سازند.

انواع افزودنی بتن و کاربرد

مواد افزودنی‌ بتن از نوع شیمیایی و معدنی است، مانند سرباره، خاکستر بادی، میکروسیلیس و پوزولان‌ها که برای بهبود خواص بتن (مقاومت، کارایی، دوام) و کاهش مصرف سیمان به کار می‌روند. این مواد با واکنش‌های پوزولانی یا پرکنندگی، ساختار بتن را تقویت می‌کنند.  انواع افزودنی بتن به شرح زیر می باشد:

1. افزودنی بتن کاهنده آب
2. افزودنی بتن دیرگیرکننده
3. افزودنی بتن زودگیرکننده
4. افزودنی بتن حباب ساز
5. افزودنی بتن آب بند یا نم بند
6. افزودنی بتن کاهنده جمع شدگی
7. افزودنی بتن کاهنده خوردگی
8. افزودنی بتن گاز ساز
9. افزودنی بتن پاششی
10. افزودنی بتن عمل آوری

در ادامه هر کدام از افزودنی بتن را به طور مفصل شرح می دهیم.

افزودنی بتن کاهنده آب

افزودنی‌ بتن کاهنده آب (Water-Reducing Admixtures) مواد شیمیایی هستند، که برای کاهش مقدار آب مورد نیاز در بتن، بدون کاهش کارایی (روانی) آن استفاده می‌شوند.

این نوع از افزودنی دارای دو نوع می باشد:

1. کاهنده های آب معمولی (Normal Water Reducers): کاهش آب تا 10% که باعث افزایش کارایی بتن می شود.
2. کاهنده های آب قوی (فوق کاهنده): کاهش آب تا 30% باعث افزایش روانی شدید بتن می شود، بدون اینکه مقاومت بتن کاهش یابد.

کاربرد  مواد افزودنی ‌ بتن در بتن‌ ریزی‌های حجیم، سازه‌ های مسلح و پروژه‌هایی که نیاز به روانی بالا دارند می باشد. افزودنی بتن کاهنده آب معمولی بر پایه لیگنو سولفونات ها و کاهنده آب قوی بر پایه پلی کربوکسیلات اتر (PCE) می باشد.

افزودنی بتن دیرگیرکننده

این افزودنی ها باعث می شوند، سرعت گیرش بتن کاهش و زمان کارپذیری افزایش یابد. کاربرد مواد افزودنی بتن دیرگیرکننده در هوای گرم، حمل و نقل طولانی و بتن ریزی حجیم می باشد،  این افزودنی با کند کردن واکنش شیمیایی در هیدراتاسیون تاخیر ایجاد می کند.

انواع افزودنی بتن دیرگیرکننده عبارتنداز:

• کندگیرکننده های معمولی مانند:شکر، مشتقات کربو هیدرات
• کندگیرکننده های قوی بر پایه فسفات یا بورات

افزودنی بتن کندگیرکننده زمان پرداخت را افزایش و از ترک های ناشی از گیرش سریع جلوگیری می کنند. این افزودنی باعث کاهش مقاومت اولیه می شود، اما مقاومت نهایی را حفظ می کند.

افزودنی بتن زود گیرکننده

مواد افزودنی بتن زودگیرکننده باعث افزایش سرعت گیرش ومقاومت اولیه بتن می شود. و هیدراتاسیون سیمان از طریق مواد شیمیایی (مانند کلسیم کلرید، نیترات، آلومینات) را سرعت می بخشد.کاربرد افزودنی بتن زودگیرکننده در هوای سرد، تعمیرات سریع، بتن ریزی در زمان محدود و تولید قطعات پیش ساخته می باشد.

انواع افزودنی بتن زودگیرکننده به شرح زیر می باشد:

• زودگیرکننده‌های کلردار (مثل: CaCl₂ – مؤثر اما خطر خوردگی آرماتور)
• زودگیرکننده‌های غیرکلردار (مثل: نیترات‌ها، آلومینات‌ها – مناسب برای بتن‌های مسلح)

افزودنی های بتن زودگیرکننده باعث کاهش زمان قالب‌برداری، امکان بتن ریزی در دمای پایین و افزایش مقاومت اولیه (24 ساعت تا100%) می شوند. این افزودنی در کاهش کارایی و افزایش جمع شدگی تاثیر دارد.

 افزودنی بتن حباب ساز

افزودنی بتن حباب ساز با ایجاد حباب‌ های ریز و پایدار هوا در بتن باعث افزایش مقاومت در برابر یخ‌ زدگی و ذوب مکرر و بهبود کارایی بتن می شود. کاربرد افزودنی بتن حباب ساز در مناطق سرد سیر و یخبندان، روسازی ها وسازه های دریایی و کاهش آب انداختگی و جداشدگی دانه بندی می باشد.

انواع افزودنی بتن حباب ساز  عبارتنداز:

• سورفکتانت ها مانند: رزین های طبیعی، اسید های چرب، آلکیل بنزین سولفونات
• ترکیبات پروتیینی مانند: پودر استخوان یا برخی پلیمرها

کاهش سطحی آب در بتن و تشکیل حباب های هوای ریز با قطر0.05تا1 میلی متر، توزیع یکنواخت حباب ها در سراسر خمیر سیمان از مکانیسم این افزودنی می باشد. مزایا ومعایب افزودنی بتن حباب ساز به شرح زیر می باشد:

افزودنی بتن حباب‌ ساز با ایجاد حباب های ریز هوادر بتن مقاومت آن را دربرابر یخ زدگی افزایش داده و کارایی آن را بهبود می بخشند.

افزودنی بتن آب بند یا نم بند

این افزودنی برای کاهش نفوذپذیری بتن در برابر آب و رطوبت استفاده می‌شوند.که می‌توانند عملکرد بتن را در محیط‌های مرطوب و در معرض آب بهبود بخشند و از آسیب‌های ناشی از نفوذ آب، مانند خوردگی میلگردها، یخ‌زدگی و ترک‌خوردگی بتن، جلوگیری کنند.

انواع افزودنی بتن آب بند یا نم بند به شرح زیر می باشد:

کاربرد افزودنی بتن آب بند در ساخت سازه‌های زیرزمینی ،ساخت مخازن آب و فاضلاب، استخرها و حوضچه‌ها، سدها و سازه‌های دریایی،عرشه پل و بتن ریزی و افزودنی بتن در هوای سرد و مرطوب می باشد.

افزودنی بتن کاهنده جمع شدگی

افزودنی بتن کاهنده جمع شدگی (Shrinkage-Reducing Admixture – SRA) موادی هستند که برای کاهش جمع شدگی ناشی از خشک شدن (Drying Shrinkage) و جمع شدگی پلاستیک در بتن استفاده می شوند. این افزودنی ها معمولا از پروپیلین گلیکول با ترکیبات مشابه پایه آلی ساخته می شوند.

کاربرد افزودنی بتن درکفها، روسازی ها، بتن های پیش تنیده و مسلح و سازه های حساس به ترک می باشد.

کاهش تنشهای ناشی از جمع شدگی و جلوگیری از ترک خوردگی،  بهبود دوام و عمر بتن، حفظ کارایی بدون تأثیر منفی بر مقاومت، از مزایای افزودنی بتن می باشد.

این افزودنیها معمولاً به صورت مایع بوده و همراه با آب به اختلاط اضافه می شوند.

افزودنی بتن کاهنده خوردگی

افزودنی بتن کاهنده خوردگی (Corrosion Inhibiting Admixture – CIA) موادی هستند، که برای جلوگیری از خوردگی میلگردها و فولادهای مدفون در بتن استفاده می شوند.  ویژگی آن ایجاد یک لایه محافظ روی فولاد (پسیواسیون)، کاهش نفوذ یون های کلرید، اکسیژن و رطوبت و افزایش مقاومت الکتریکی بتن می باشد.

انواع افزودنی بتن کاهنده خوردگی به شرح زیر می باشد:

• مهارکنندههای آندی (مثل نیتریت کلسیم).
• مهارکنندههای کاتدی (مثل آمینها، استرهای فسفات).
• مهارکنندههای ترکیبی (آندی + کاتدی).

کاربرد افزودنی بتن کاهنده خوردگی در سازه های دریایی ونزدیک به آب شور، پل ها، پارکینگ ها،سازه های در معرض نمکهای یخ زدا و بتن مسلح در محیط های خورنده می باشد.

افزودنی بتن گازساز

افزودنی بتن گاز ساز مواد شیمیایی هستند که با ایجاد حبابهای ریز هوا در بتن، کارایی و دوام آن را بهبود می بخشند. معمولاً از سورفکتانتهای آلی مانند رزینهای چوب، اسیدهای چرب یا مواد پلیمری تشکیل شده اند.

مزایای افزودنی بتن گاز ساز

• افزایش مقاومت دربرابر یخ زدگی و آبشدگی مکرر
• کاهش جمع شدگی خمیری و جلوگیری از ترک خوردگی
• بهبود کارایی بتن و کاهش آب انداختگی

کاربرد افزودنی بتن گاز ساز در جاده ها، روسازی ها، بتن های با کارایی بالا مانند بتن پمپ شونده، سازه های دریای و مناطق مرطوب می باشد.

افزودنی بتن پاششی

افزودنی بتن پاششی مواد شیمیایی هستند که برای بهبود چسبندگی، کاهش برگشت و تسریع گیرش در بتن پاششی استفاده می شوند. انواع افزودنی بتن پاششی عبارتنداز:

افزودنی بتن پاششی معمولا برپایه سیلیکات ها، آلو میناتها، لاتکس و … می باشند. این نوع از افزودنی  موادی شیمیایی  هستند و مانند افزودنی های دیگر  مزایا وکاربرد هایی دارند.

مزایا:

• اجرای سریع و کاهش زمان پروژه
• کاهش ضایعات و بهبود کیفیت پوشش
• افزایش مقاومت اولیه در دوام تونل ها، دیوارهای حایل و تعمیرات

کاربرد:

• تونل سازی وپایدار سازی شیبها
• سازه های زیر زمینی و پوشش های ضد آتش
• تعمیرات پل ها و سدها

این افزودنی ها به صورت مایع یا پودری و معمولاً در حین اختلاط یا پاشش اضافه می شوند.

افزودنی بتن عمل‌آوری (Curing Admixture)

افزودنی بتن عمل آوری موادی شیمیایی هستند این افزودنی  بتن عایق رطوبت و تسهیل هیدراتاسیون سیمان از ویژگی این افزودنی می باشد. انواع افزودنی بتن عمل آوری عبارتنداز:

جلوگیری از ترک‌های ناشی از خشک‌شدگی زودرس، افزایش مقاومت نهایی و دوام بتن، کاهش نیاز به عمل‌آوری مرطوب (آبپاشی، گونی گذاری) از مزایای افزودنی بتن عمل آوری می باشد.این افزودنی بتن جهت آب بندی مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد افزودنی بتن عمل آوری در سازه های حجیم (کف ها و دیوارها)، مناطق گرم و خشک با تبخیر بالا، پروژه های با محدودیت عمل آوری دستی می باشد.

پوزولان چیست؟

پزولان ها مواد سیلیسی و آلومینیومی هستند که به خودی خودخاصیت چسبندگی ندارند، اما در حضور رطوبت با هیدروکسید کلسیم (آهک آزاد) در دمای معمولی واکنش شیمیایی می دهند وترکیبات سیمانی بوجود می آورند.

انواع افزودنی بتن پوزولان به شرح زیر می باشند:

• پوزولان های طبیعی:

این مواد از منابع طبیعی بدست می آیند و نیاز به فرآوری کمی دارند. انواع افزودنی بتن پوزولان های طبیعی  (خاکستر آتشفشانی، خاک دیاتومه، رس های پوزولانی) می باشند.

• پوزولان های مصنوعی:

این مواد به عنوان محصولات جانبی صنعتی تولید می شوند، انواع افزودنی بتن پوزولان های صنعتی (خاکستر بادی، میکرو سیلیس،سرباره کوره و…) می باشند.

مزایا ومعایب استفاده از پوزولان عبارتنداز:

پوزولان‌ها از جمله مواد ارزشمندی هستند که با بهبود ویژگی‌ها و افزایش دوام بتن، نقش مؤثری در ارتقای کیفیت سازه‌های بتنی ایفا می‌کنند. استفاده از این مواد علاوه بر بهتر شدن عملکرد بتن، موجب کاهش هزینه‌های اجرایی و نیز کاهش آثار زیست‌محیطی در فرآیند ساخت‌ و ساز می‌شود.

افزودنی‌های بتن نیز ترکیبات شیمیایی‌ ای هستند که به‌ منظور اصلاح و بهبود خواص بتن در حالت تازه یا سخت‌ شده به آن افزوده می‌شوند. انتخاب نوع و میزان افزودنی بتن، بر اساس شرایط محیطی، نوع پروژه و اهداف فنی مورد نظر انجام می‌ شود.