بتن یکی از پرمصرف‌ترین مواد مورد استفاده در سازه‌ها است و با توجه به اینکه به تنهایی بیش از سایر مصالح ساختمانی در ساخت و ساز‌ها استفاده می‌شود، تأکید بر کیفیت و عملکرد و پایداری آن برای رشد و پیشرفت صنعت بسیار ضروری است. در جهت افزایش عملکرد بتن، انواع مختلفی از افزودنی‌ها در بتن استفاده می‌شود.

افزودنی بتن چیست؟

افزودنی‌های بتن به عنوان موادی جدا از سنگدانه، آب و سیمان اضافه شده به بتن تعریف می‌شود. افزودنی‌های بتن مواد شیمیایی یا معدنی‌ای هستند که حین فرایند اختلاط بتن معمولا به صورت درصدی از وزن سیمان به وزن بتن اضافه می شود تا بعضی از خواص آن را به شکل مطلوبی تغییر دهد. اشتباه در مورد مقدار مواد افزودنی بتن می‌تواند عواقبی نامطلوب در بتن تازه و یا سخت شده ایجاد نماید. میزان مصرف مواد مضاف در بتن کم بوده است، این مواد افزودنی بسیار متنوع می‌باشند و در محدوده بسیار وسیعی تقسیم‌بندی می‌شوند. مواد افزودنی بتن را که می‌توان هم برای بتن تازه و هم برای بتن سخت شده به کار برد از اهمیت زیادی برخوردارند و موجب پیشرفت چشمگیر صنعت بتن شده‌اند و لذا شناخت و کسب آگاهی در رابطه با این مواد برای هر مهندس عمران ضروری است.
بتن، خود به اندازه‌ کافی از پرکاربردترین مصالح است، و حال به کمک انواع افزودنی‌های بتن می‌توان فراتر هم رفت. در واقع استفاده از انواع مواد افزودنی بتن زمانی با شدت بیشتری رواج یافت که سازه‌های بتنی با کاربری متفاوت در شرایط محیطی گوناگون سر برآوردند.انواع افزودنی‌های بتن مواد معدنی یا شیمیایی‌ای می‌باشند که صورت پودر (گرد) یا مایع در حین اختلاط بتن به ترکیب اضافه می‌شوند. این مواد خاصیت بتن را به طور شدید تغییر می‌دهند، بنابراین میزان دوز مصرفی باید به درستی محاسبه گردد. به طور دقیق‌تر، میزان انواع افزودنی‌ها در بتن همیشه کمتر از ۵% وزن سیمان است.

پودر سیلیکا به عنوان افزودنی بتن

پودر سیلیکا از انواع افزودنی های بتن است که باعث افزایش مقاومت بتن می‌شود.

مزایای افزودنی‌های بتن

  • تسریع در روند کسب مقاومت اولیه
  • کنترل واکنش‌های قلیایی‌ سیمان با سنگدانه‌ها
  • طولانی کردن زمان گیرش
  • افزایش کارایی بدون تغییر نسبت آب به سیمان
  • تهیه بتن پر مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن مکرر
  • تنظیم و بهبود ویژگی بتن
  • کاهش هزینه های ساخت و ساز
  • کمک به توسعه پایدار

افزودنی‌های بتن از لحاظ ترکیب و عملکرد متفاوت می‌باشند و در حالت کلی شامل دو دسته می‌باشند:

  1. افزودنی‌های شیمیایی
  2. افزودنی‌های معدنی

انواع افزودنی‌های بتن

یکی از مهم‌ترین راهکارهای دستیابی به بتن‌هایی با کارایی بالا، بادوام و پیشرفته، افزودن انواع افزودنی‌ها به بتن است که از تنوع بالایی نیز برخوردار باشد. افزودنی‌های بتن، مواد شیمیایی یا طبیعی هستند که حین اختلاط بتن به آن اضافه می‌شوند تا خواص بتن تازه یا سخت شده، نظیر دوام، کارایی و مقاومت اولیه و نهایی را بهبود بخشند. افزودنی‌های بتن انواع مختلفی دارند که به شرح زیر می‌باشند:

  1. مواد افزودنی‌ کاهش دهنده آب
  2. مواد افزودنی کندگیر کننده
  3. مواد افزودنی تندگیر کننده
  4. مواد افزودنی حباب زا
  5. مواد افزودنی پوزولانی
  6. مواد افزودنی آب‌بند
  7. مواد افزودنی گاز ساز
  8. مواد افزودنی ضد حباب هوا
  9. مواد افزودنی ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی
  10. مواد افزودنی ضد آب شستگی
  11. مواد افزودنی ملات
  12. مواد افزودنی بازدارنده خوردگی
  13. مواد افزودنی چسباننده
  14. مواد افزودنی ضد قارچ، ضد باکتری و ضد عفونی‌کننده
  15. مواد افزودنی رنگدانه بتنی

مواد افزودنی‌ کاهش دهنده آب

افزودنی‌های کاهنده آب برای به حداقل رساندن نیاز به آب در مخلوط بتن استفاده می‌شود. کارایی، خاصیتی مهم در بتن است که با افزودن آب بهبود می‌یابد، اما چنانچه آب بیش از حد نیاز اضافه شود، خواص مقاومت و دوام بتن نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرد. علاوه بر افزایش کارایی بتن، باعث بهبود مقاومت بتن، چسبندگی مناسب بین بتن و فولاد، جلوگیری از ترک خوردگی، جدا شدگی، کرموشدگی، پدیده خونریزی و غیره می‌شود. افزودنی‌های کاهنده آب به عنوان روان کننده نیز نامیده می شوند و به سه نوع روان کننده، روان کننده متوسط و فوق روان کننده طبقه بندی می‌شوند که هر یک به ترتیب میزان آب اختلاط را تا 10%، 15%، 25% کاهش می‌دهد. به طور معمول لیگنوسولفونات‌های کلسیم، سدیم و آمونیوم به عنوان پایه روان کننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله فوق روان کننده‌ها نسل جدید نیز می‌توان به پایه‌های پلیمر آکریلیکها ، پلی کربوکسیلاتها و مولتی پلی کربوویلاترها اشاره داشت.

مواد افزودنی کندگیر کننده

افزودنی‌های کندگیر کننده سرعت هیدراتاسیون سیمان را در مرحله اولیه کاهش می‌دهند و زمان گیرش نهایی بتن را افزایش می‌دهند. این افزودنی همچنین به عنوان دیرگیر کننده نیز نامیده می‌شود و به ویژه در مناطق و فصولی که دمای هوا بالا است و بتن به سرعت سفت و سخت می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در برخی شرایط ممکن است گیرش سریع منجر به ناپیوستگی در سازه، چسبندگی نامناسب سطوح، ایجاد حفره‌های غیر ضروری در بتن و غیره شود. کندگیرها برای رفع این نوع مشکلات مفید واقع می‌شوند. به طور معمول ماده‌هایی نظیر کلسیم سولفات یا گچ نقش دیرگیر کننده‌ها را ایفا می‌کند. نشاسته، فرآورده‌های سلولزی، شکر، نمک‌های اسیدی نیز به عنوان برخی دیگر از کندکننده‌ها شناخته می‌شوند. برخی افزودنی‌های کاهنده آب (روان کننده‌ها)، خود به عنوان افزودنی بتن دیرگیر نیز عمل می‌کنند و به نام روان کننده‌های دیرگیر شهرت دارند.

مواد افزودنی زودگیر کننده

برای کاهش زمان گیرش اولیه بتن از افزودنی‌های تسریع کننده استفاده می‌شود. این مواد افزودنی فرآیند سخت شدن بتن در مرحله اولیه گیرش را سرعت می‌دهد و به عنوان تندگیر کننده نیز شناخته می‌شود. این افزودنی همچنین با افزایش سرعت هیدراسیون، مقاومت بتن را در مراحل اولیه بهبود می‌بخشد. کسب مقاومت سریع بتن در بعضی موارد، مانند قالب‌برداری سریع‌تر، زمان عمل‌آوری کوتاه‌تر، ساخت و بتن‌ریزی در مناطق سردسیر مفید است. اغلب ماده‌هایی نظیر تری اتانول آمین، کلسیم فرمات، سیلیکا فوم، کلسیم کلراید، سیلیکا ژل و غیره به عنوان افزودنی‌های ضد یخ بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. کلسیم کلراید ارزان‌ترین و رایج‌ترین ماده‌ای است که در افزودنی زودگیر کننده‌ به کار رفته است.

مواد افزودنی حباب زا

افزودنی‌های حباب هوا ساز یکی از مهم‌ترین ابتکارات در زمینه تکنولوژی بتن است. وظیفه اصلی این ماده افزودنی افزایش دوام بتن در برابر سیکل‌های یخبندان و ذوب است. هنگامی که این مواد افزودنی به مخلوط بتن اضافه می‌شوند، میلیون‌ها حباب هوای غیر ادغام شونده در سراسر مخلوط ایجاد می‌کنند و خواص بتن را بهبود می‌بخشند. همچنین حباب هوا ساز بتن کارایی بتن را بهبود می‌بخشد و باعث جلوگیری از جداشدگی سنگدانه‌ها و پدیده خونریزی، کاهش وزن مخصوص و مدول الاستیسیته در بتن، بهبود مقاومت شیمیایی بتن و کاهش میزان سیمان، ماسه و آب در بتن می‌شود. مواد افزودنی حباب عبارتند از رزین وینسول ، درکس ، تیپل ، چیکل و غیره. این نمونه از افزودنی‌ها اغلب از رزین‌های طبیعی چوب، نمک‌های قلیایی، چربی‌ها و روغن‌های حیوانی و گیاهی و غیره به دست می‌آیند.

مواد افزودنی پوزولانی

افزودنی‌های بتن پوزولانی اغلب در بتن‌های چگال مورد استفاده قرار می‌گیرد. بتن‌های چگال در ساخت دیوار حائل آب، نظیر: سد‌ها، مخازن آب‌ها و غیره استفاده می‌شوند. همچنین این نوع افزودنی بتن، گرمای ناشی از هیدراسیون و ترک‌های حرارتی را کاهش می‌دهد. استفاده مناسب و با نسبت بهینه این افزودنی در بتن، موجب کاهش ریسک‌هایی همانند پدیده قلیایی شدن سنگدانه‌ها، آب شستگی و حملات سولفاتی می‌گردد. مواد پوزولانی که به عنوان افزودنی بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند، به دو نوع طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند. پوزولان‌های طبیعی، ماده‌هایی اعم از: رس ، شیل ، توف‌های آتشفشانی و پومسیت‌ها هستند. پوزولان‌های مصنوعی موجود نیز شامل: سیلیکا فوم، خاکستر بادی ، سرباره کوره آهن‌گدازی ، خاکستر پوسته برنج و … می‌باشند.
پوزولان‌ها انواع مختلفی دارند:

  • پوزولان‌های طبیعی خام یا تکلیس‌شده مانند خاکسترهای آتشفشانی، خاک دیاتومه و غیره
  • پوزولان‌های صنعتی مانند خاکستر بادی، متاکائولین، دوده سیلیسی یا میکروسیلیس و غیره

مواد افزودنی آب‌بند

افزودنی بتن آب‌بند یا نم‌بند، اغلب به منظور ساخت بتن‌های مقاوم در برابر نفوذ آب و رطوبت مورد استفاده قرار می‌گیرد تا سطح بتن در برابر آب مقاوم شود. علاوه بر خواص آب‌بندی، این افزودنی خاصیت زودگیری بتن به منظور سخت‌شدگی اولیه بتن را نیز دارا است. افزودنی بتن آب‌بند یا نم‌بند در سه حالت مایع، پودری و خمیری موجود است. اجزاء اصلی این ماده عبارتند از: آلومینیوم سولفات، زینک سولفات آمونیوم کلراید، کلسیم کلراید و سیلیکات سودا که از لحاظ شیمیایی، مواد پر کننده فعال منافذ هستند.

افزودنی بتن مایع

افزودنی بتن مایع برای افزایش روانی بتن

مواد افزودنی گاز ساز

عموماً از پودر آلومینیوم، کربن فعال و هیدروژن پراکساید، به عنوان افزودنی‌های گازساز نام برده می‌شود. هنگامی که افزودنی‌های گازساز به بتن اضافه می‌شود با هیدروکساید ناشی از هیدراسیون سیمان وارد واکنش شده و حباب‌های ریز هیدروژن را در بتن به وجود می‌آورد. میزان تشکیل حباب‌های گاز در بتن، به عوامل مختلفی مانند میزان افزودنی مورد استفاده، ترکیبات شیمیایی سیمان، دما، میزان ریزدانه بودن و … وابسته است. حباب‌های گاز تشکیل شده، از نشست و پدیده خونریزی در بتن جلوگیری می‌کند. همچنین از افزودنی‌های گازساز در ساخت بتن‌های سبک نیز استفاده می‌شود. برای مقابله با نشست و خونریزی بتن، میزان مورد استفاده از این افزودنی در بتن بین 0./% تا ۲% وزن سیمان است، اما برای ساخت بتن‌های سبک با کیفیت بالا میزان ۱۰۰ گرم از این افزودنی به ازای هر کیسه سیمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مواد افزودنی ضد حباب هوا

از دیگر انواع افزودنی بتن، افزودنی ضد حباب هوا است که اغلب به منظور حذف حباب‌های هوای اضافی ایجاد شده در بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. گاهی اوقات وجود برخی سنگدانه‌ها موجب آزاد شدن گاز در بتن می‌شوند. در نتیجه هوای ایجاد شده در بتن از حد مجاز فراتر رفته و لذا استفاده از این افزودنی در بتن، می‌تواند مفید واقع شود. موادی که عمدتاً در این افزودنی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، عبارتند از: تری بوتیل فسفات ، سیلیکون‌ها، الکل غیرمحلول در آب و غیره.

مواد افزودنی ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی

انبساط سنگدانه‌های قلیایی در بتن، در اثر واکنش سیمان قلیایی و سیلیکای موجود در سنگدانه‌ها اتفاق می‌افتد. این واکنش باعث ایجاد ماده‌ای ژل مانند می‌شود و باعث انبساط حجمی در بتن می‌گردد که در پی آن، بتن ترک می‌خورد و از هم گسسته می‌شود. استفاده از انواع افزودنی‌ بتن پوزولانی ضد انبساط، از این پدیده جلوگیری می‌کند و حتی در برخی از موارد استفاده از افزودنی بتن حباب هواساز نیز می‌تواند مفید واقع شود. عموماً افزودنی‌هایی که برای کاهش ریسک انبساط سنگدانه‌های قلیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، حاوی پودر آلومینیوم و نمک لیتیوم می‌باشد.

مواد افزودنی ضد آب شستگی

افزودنی‌های بتن ضد آب شستگی، عموماً برای سازه‌های بتنی مدفون در آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این افزودنی‌ها بتن را در برابر شستگی تحت فشار آب مقاوم می‌کند. همچنین خواص چسبندگی بتن را افزایش می‌دهد. این نمونه از انواع افزودنی بتن، اغلب برگرفته از لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی و غلیظ‌کننده‌های پایه سلولزی است.

مواد افزودنی ملات

افزودنی‌های ملات، به منظور بهبود مشخصه‌های ملات به اندازه نیاز اضافه می‌شوند. از آن‌جا که گاهی اوقات به منظور نفوذ در ترک‌ها و شکاف‌های عمیق، نیاز به تزریق سریع ملات و گاهی نیاز به تزریق آهسته ملات وجود دارد، از افزودنی‌های مختلفی به عنوان افزودنی‌های ملات استفاده می‌شود. بعضی زودگیر کننده‌ها، همانند: کلسیم کلراید، تری اتانول آمین به عنوان افزودنی‌هایی ملات برای گیرش سریع ملات مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این میان، اسید موسیک و گچ نیز به منظور کاهش سرعت گیرش ملات، به عنوان دیرگیر کننده‌ها در افزودنی‌های ملات مورد استفاده قرار می‌گیرند. از افزودنی‌های گازساز مانند پودر آلومینیوم، به منظور جلوگیری از نشست پی‌ها در ملات استفاده می‌‌شود.

افزودنی مایع بتن

مواد افزودنی ضد خورندگی

خوردگی فولاد در سازه‌های بتن مسلح بسیار رایج است و این اتفاق زمانی شدید‌تر می‌شود که سازه در معرض آب شور، فوم‌های صنعتی و کلراید‌ها قرار داشته باشد. برای جلوگیری و کاهش سرعت پیشروی چنین اتفاقی در بتن‌های مسلح، از این نوع افزودنی‌ها استفاده می‌شود. برخی از انواع افزودنی بتن بازدارنده خوردگی که در سازه‌های بتن مسلح مورد استفاده قرار می‌گیرد، عبارتند از: سدیم بنزوات ، سدیم نیترات ، سدیم نیتریت.

مواد افزودنی چسباننده

از افزودنی بتن چسباننده، به منظور چسباندن و اتصال میان سطوح بتن سخت شده قبلی و بتن تازه جدید استفاده می‌شود. به طور معمول اگر بتن تازه روی سطح بتن سخت شده ریخته شود، احتمال شکست بتن در فشار‌های شدید در محل اتصال این دو بتن بسیار افزایش می‌یابد. برای تشکیل اتصال قوی بین سطوح بتن، افزودنی‌های بتن چسباننده به سیمان یا ملات اضافه می‌شوند و قبل از ریختن بتن تازه جدید، روی سطح بتن سخت شده قبلی اجرا می‌شود. این نوع افزودنی بتن برای تعمیرات و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. افزودنی‌های بتن چسباننده، از جمله امولسیون‌های آب هستند و از لاستیک‌های طبیعی و مصنوعی، پلیمر‌ها، مثل: پلی وینیل کلراید، پلی وینیل استات و … تشکیل می‌شود

مواد افزودنی ضد قارچ، ضد باکتری و ضد عفونی‌کننده

برای جلوگیری از رشد باکتری‌ها، میکروب‌ها و قارچ‌ها در بتن سخت شده، از این نوع افزودنی بتن استفاده می‌شود. این افزودنی‌ها عبارتند از: فنول پلی هالوژنات، ترکیبات مس و امولسیون‌های دی الدرین.

مواد افزودنی رنگ بتن

افزودنی‌های رنگ بتن، رنگدانه‌هایی هستند که در بتن رنگ‌های متنوعی ایجاد می‌کنند. این افزودنی‌ها هیچ‌گونه تغییری در مقاومت بتن ایجاد نخواهند کرد. عموماً این افزودنی‌ها در مرحله اختلاط به سیمان اضافه می‌شوند. سپس سیمان رنگی می‌تواند در بتن رنگ مورد نظر را ایجاد کند. برخی از ترکیبات رنگ‌ها و رنگ‌های حاصل از آن‌ها در جدول زیر آورده شده است.

ملاحظات کلی استفاده از افزودنی‌های بتن

  1. استفاده از مواد افزودنی تنها با تصویب دستگاه نظارت مجاز می‌باشد.
  2. قابلیت استفاده از افزودنی‌ها باید قبل از استفاده و به کمک آزمایش‌های مربوطه اثبات گردد.
  3. سازگاری چند ماده‌ی افزودنی بتن که قرار است به صورت همزمان از آن‌ها استفاده شود و همچنین سازگاری مواد افزودنی بتن با سیمان باید مورد بررسی قرار گیرد.
  4. اندازه‌گیری مواد افزودنی باید با دقت انجام شود.
  5. ثابت ماندن عملکرد افزدونی‌های بتن در طول زمان باید مشخص شود.
  6. در هنگام ساخت بتن مسلح نباید از کلرید کلسیم یا هر ماده افزودنی حاوی کلر به غیر از ناخالصی‌های مربوط به مواد تشکیل دهنده ماده افزودنی استفاده شود.
  7. مواد افزودنی بتن باید با آبی که برای اختلاط در بتن استفاده خواهد شد مخلوط شود و به همراه سایر اجزای بتن به داخل مخلوط‌کن ریخته شود یا اینکه به صورت تدریجی به مخلوط‌کن در حین کار وارد شود.
  8. دقت در مشخصات فنی که توسط سازنده افزودنی تهیه شده ضروری است.
  9. بدلیل عدم یکنواختی در مصالح مصرفی، ابزار و نحوه بتن‌ریزی و شرایط محیطی روش‌های قابل اطمینانی برای پیش‌بینی عدم سازگاری وجود ندارد.
  10. برای پیش‌بینی عدم سازگاری، ساختن مخلوط‌های آزمایشی و بررسی خواص آنها امری اجتناب‌ناپذیر است.
  11. انجام این آزمایشات در محل مقایسه با شرایط آزمایشگاهی نتایج واقعی‌تری را ارائه خواهند داد.

نگهداری و انبار کردن مواد افزودنی‌های بتن

  1. در شرایط مناسب و با رعایت دستورالعمل‌های اعلام شده از سوی سازنده نگهداری شود.
  2. برخی مواد افزودنی به دلیل از دست دادن کیفیت خود نباید مدت طولانی نگهداری شوند.
  3. در صورت تردید باید نسبت به انجام آزمایش مطابق مشخصات ماده افزودنی اقدام کرد.
5/5 - (2 امتیاز)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *