انواع افزودنی‌های بتن و تاثیر آن‌ها بر خواص و عملکرد بتن
انواع افزودنی های بتن
بتن ترکیب مناسبی از سیمان، آب، شن و ماسه است. هر ماده‌ای که علاوه بر چهار عنصر مذکور در بتن استفاده گردد افزودنی بتن نام دارد.
دو دسته کلی افزودنی های بتن عبارتند از:
- افزودنی‌های شیمیایی بتن
- افزودنی‌های معدنی بتن
در این مقاله از سایت ژیکاوا، سعی می‌شود افزودنی‌های شیمیایی بتن و افزودنی‌های معدنی بتن بصورت مختصر و بر اساس کاربرد، مورد بحث قرار گیرد. ضمنا ترتیب تعریف افزودنی‌ها، نسبت به شهرت و گستردگی مصرف آن ها می‌باشد.
لازم به ذکر است که استفاده از افزودنی در بتن، هنوز گسترش نیافته و تعداد متخصصین در این حوزه، تناسبی با حجم بتن مصرفی نداشته و کمبود متخصص در این حوزه، باعث گردیده تا افزودنی‌های بتن بر خلاف پتانسیلی که دارند در ابعاد گسترده مورد استفاده قرار نگیرند.
افزودنی های بتن بر اساس نوع تاثیر بر بتن:
- ۱: افزودنی های کاهنده آب (روان‌کننده)
- ۲: روان‌کننده‌های حفظ کننده اسلامپ
- ۳: افزودنی های دیرگیر کننده
- ۴: افزودنی های زودگیر کننده
- ۵: ضدیخ ملات و بتن
- ۶: افزودنی های هوازا یا حباب ساز بتن
- ۷: افزودنی های آب‌بند کننده یا نفوذگر
- ۸: افزودنی های پوزولانی، معدنی یا مرکب
- ۹: افزودنی بتن الیاف
که در ادامه به شرح کامل هریک می پردازیم.
لیست کامل محصولات افزودنی بتن ژیکاوا (انتهای همین صفحه)
ویدئوی تاریخچه استفاده از افزودنی های بتن
افزودنی های کاهنده آب (روان‌کننده)
برای کاهش مقدار آب مصرفی در بتن، از مواد کاهنده آب یا روان‌کننده‌ها استفاده می‌گردد.
روان‌کننده‌ها به دو دسته روان‌کننده و فوق روان‌کننده تقسیم‌بندی می‌شوند که به ترتیب قابلیت کاهش نسبت آب به سیمان حدود ۱۵% و ۳۰% را دارند. حتما باید توجه داشت که در استاندارد ملی ایران نیز تنها تقسیم بندی اعلام شده همین مورد می‌باشد و اصطلاحاتی مانند ابر روان‌کننده ، سوپر روان‌کننده و… تنها نام‌های تجاری هستند و چه بسا حتی در دسته فوق روان‌کننده ها قرار نگرفته باشند.
یکی از اصول پایه و اولیه در افزایش مقاومت بتن و افزایش دوام آن، کاهش نسبت آب به سیمان در بتن می‌باشد؛ لذا بر خلاف تصور عموم، روان‌کننده‌ها تنها در جهت سهولت در پمپ بتن استفاده نمی‌گردند و در واقع با کاهش نسبت آب به سیمان، باعث افزایش مقاومت بتن، افزایش دوام بتن و افزایش چگالی بتن می‌گردند. امروزه با توجه به اهمیت موضوع زیست محیطی و اقتصادی و کاهش مصرف سیمان و آب در بتن، استفاده از روان‌کننده‌ها ضروری بنظر می‌رسد و پیش‌بینی می‌شود در آینده استفاده از این افزودنی در مراکز تولید بتن آماده، الزام گردد.
روان‌کننده‌ها معمولا بر پایه لیگنو سولفوناتهای کلسیم، سدیم و آمونیوم، پلی‌نفتالین، ملامین فرمالدهید و… می‌باشند.
محصولات فوق روان‌کننده بتن معمولا بر پایه پلی کربوکسیلات‌ها و پایه‌های پلیمر آکریلیک‌ها می‌باشند.
روان‌کننده‌های حفظ کننده اسلامپ
این مواد نیز در زیر مجموعه روان‌کننده بتن و یا فوق روان‌کننده‌ها قرار می‌گیرند که علاوه بر قابلیت روان‌کنندگی بتن و یا کاهندگی آب بتن امکان حفظ روانی بتن تا مدت زمانی محدود را دارند و در مواردی که فاصله بچینگ از محل پروژه طولانی می‌باشد؛ بسیار کاربردی بوده و جایگزین مناسبی برای کاهنده‌های آب می‌باشند. این فوق روان کننده‌ها معمولا بر پایه نوعی از پلیمرهای کربوکسیلات می‌باشند که این قابلیت را دارند اما باید توجه داشت که این مواد، قدرت کاهندگی آب کمتری نسبت به روان‌کننده‌های کاهنده آب دارند.
لیست کامل محصولات فوق روان کننده بتن ژیکاوا را در این دسته ببینید: روان کننده بتن
افزودنی‌های دیرگیر کننده
از افزودنی‌های دیرگیر کننده، در ماه‌های گرم سال و یا شرایط خاص کارگاهی مثل باد شدید، آفتاب و گرما، حرارت بالای قالب‌ها و یا شرایط خاص کارگاهی مثل فاصله بچینگ تا محل پروژه، ارتفاع زیاد محل بتن ریزی تا پمپ، هندسه خاص مقطع بتن ریزی و یا حجم بتن ریزی، به جهت به تاخیر انداختن گیرش سیمان استفاده می گردد. عموما، دیرگیر کننده‌ها علاوه بر تاثیر بر گیرش اولیه سیمان، بر گیرش ثانویه آن نیز تاثیر گذاشته و روند رشد مقاومت بتن را دست‌خوش تغییرات می‌کند. این مواد معمولا بر پایه سلولزها، نمک‌های اسیدی و موارد مشابه می‌باشد. همچین این مواد علاوه بر نمونه‌های شیمیایی نمونه‌های معدنی هم دارند.
ضمنا خود مواد روان‌کننده‌ها نیز ممکن است حاوی مواد دیرگیر کننده نیز باشند که به روان‌کننده‌های دیرگیر کننده، معروف هستند که هم باعث کاهش آب مصرفی در بتن می‌گردند و هم از گیرش سریع بتن، جلوگیری می‌کنند.
محصول دیرگیر کننده بتن ژیکاوا، ZR-1 در این دسته قرار دارد.
افزودنی‌های زودگیر کننده
گاهی بر طبق شرایط، نیاز است تا گیرش اولیه سیمان، زودتر اتفاق بیافتد یا هیدراتاسیون سیمان با سرعت بیشتر انجام گردد، لذا از مواد زودگیر کننده بتن استفاده می‌گردد. کسب مقاومت سریع بتن در بعضی موارد، مانند قالب‌برداری سریع‌تر، زمان عمل‌آوری کوتاه‌تر، ساخت و بتن‌ریزی در مناطق سردسیر مفید است. این افزودنی‌ها معمولا می‌توانند بر پایه نمک‌های معدنی، سیلیکا فیوم‌ها و کلسیم کلرید باشند که در دو نوع حاوی کلر و بدون کلر تقسیم‌بندی می‌گردند و معمولا کاربرد آن‌ها بسته به نوع بتن متفاوت خواهد بود.
در این دسته، استفاده از محصول زودگیر کننده بتن ژیکاوا، ZA-1 را توصیه می کنیم.
ضدیخ ملات و بتن
این دسته از افزودنی‌ها با کاهش نقطه انجماد آب و تسریع روند گیرش سیمان مانع از یخ زدن آب بتن پیش از گیرش می‌گردند. همچنین در صورت استفاده از ضد یخ برای ساخت بتن‌های مسلح و یا بتن‌های با اهمیت زیاد، باید توجه داشت که از ضدیخ مناسب استفاده گردد زیرا ضدیخ مربوط به بتن مسلح، کاملا متفاوت می‌باشد. این مواد معمولا پایه‌ای مشابه با زودگیرها دارند که می‌توانند به عنوان جایگزین زودگیرها مورد استفاده قرار گیرند اما مواد زودگیر به علت عدم توانایی در کاهش نقطه انجماد آب، امکان جایگزینی با ضدیخ‌ها را ندارند.
محصول ضدیخ بتن ژیکاوا، ZAF در این دسته قرار می گیرد.
افزودنی‌های هوازا یا حباب ساز بتن
این مواد یکی از ابتکارات مهم در صنعت افزودنی بتن می‌باشند که به هدف افزایش مقاومت بتن در مقابل سیکل‌های ذوب و یخبندان در بتن و ملات مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین افزودنی هوازای بتن با ایجاد حباب‌های هوا در سایزهای مختلف و پراکنده باعث می‌شود تا بهبود کارایی بتن، جلوگیری از جداشدگی دانه‌ها و پدیده خونریزی در بتن، کاهش وزن مخصوص و مدول الاستیسیته در بتن، بهبود مقاومت شیمیایی بتن و کاهش میزان سیمان، ماسه و آب در بتن حاصل گردد. این مواد معمولا بر پایه سورفکتانت‌ها، اسیدها و یا چربی‌ها و نمک‌های قلیایی می‌باشند و بسته به نوع کاربرد، انواع مختلفی دارند.
ضمنا افزودنی‌های گاز زا نیز رسته‌ای جدا از افزودنی‌ها می‌باشند که گاها با افزودنی‌های حباب‌زا اشتباه گرفته می‌شوند. این مواد در واقع با ایجاد حباب‌های بسیار ریز هوا کاربرد های متفاوتی مثل مقاومت در مقابل جمع‌شدگی و یا ساخت قطعات سبک و مقاوم بالا را در بتن تسهیل می‌نماید. پایه این مواد نیز کاملا متفاوت بوده و کاربردهای زیادی خارج از حوزه بتن نیز دارند.
محصول هوازای بتن ژیکاوا، ZAE-1 در این دسته قرار می گیرد.
افزودنی‌های آب‌بند کننده یا نفوذگر
مواد پر کننده فعال منافذ هستند بدین معنی که با نفوذ در فضاهای خالی بتن که مستعد عبور آب هستند آن‌ها را پر نموده و مانع عبور آب می‌شوند. این اتفاق توسط واکنش با ذرات سیمان و تشکیل کریستال انجام می‌شود و این عمل در طول دوران عمل‌آوری آن و بعضا بعد از آن ادامه دارد؛ به همین دلیل این افزودنی‌ها را فعال می‌نامند. این مواد بعضا خاصیت زودگیری و روان‌کنندگی نیز ممکن است داشته باشند که باید در ترکیب با دیگر افزودنی‌ها مورد توجه قرار گیرد. این مواد معمولا شامل آمونیوم سولفات، زینک سولفات آمونیوم انواع مواد پوزولانی و دیگر عناصر فعال می‌باشد.
ضمنا مواد نم‌بند کننده بتن تعریف ظاهرا مشابه اما در واقع تفاوت دارند و برای اجرای آن نیاز به افزودنی می‌باشد که فقط سطح بتن را مقاوم در برابر رطوبت کند و در اعماق بتن تاثیری نداشته باشد. این مواد به هیچ عنوان خاصیت آب‌بند کنندگی ندارند زیرا با از بین رفتن لایه سطحی بتن که امری طبیعیست، خاصیت خود را از دست می‌دهند. و قابل جایگزینی با مواد آب‌بند کننده نیستند.
قابل ذکر است، مواد واترپروف موادی هستند پلیمری که در بتن (کل حجم بتن) با ایجاد خاصیت هیدروفوبیکی (آب‌گریزی) باعث می‌شوند ارتباط بین منافذ بتن مسدود گردد و بتن در مقابل نفوذ آب، مقاوم گردد. این مواد گاها به علت داشتن خاصیت روان‌کنندگی، بسیار حساس می‌باشند و استفاده از آن‌ها حتما مستلزم نظارت یک متخصص و آشنا با این دسته از مواد می‌باشد. این مواد در دو حالت مایع و پودری در بازار عرضه می‌گردند.
در این دسته می توان به محصولات واتر پروف پودری بتن ZWP-P و واتر پروف مایع بتن ZWP-L از محصولات ژیکاوا اشاره کرد.
افزودنی‌های پوزولانی، معدنی یا مرکب
هرچند که مواد پوزولانی در واقع نوعی مواد مکمل سیمان می‌باشند و در دسته افزودنی‌ها قرار نمی‌گیرند اما چشم‌پوشی از معرفی این مواد تحت عنوان افزودنی خارج از عرف می‌باشد لذا در این بخش به این دسته از مواد نیز اشاره می‌گردد.
مشهورترین افزودنی در این بخش دوده سیلیسی می‌باشد. که توان افزایش مقاومت بتن، زودگیر کردن بتن و کاهش منافذ بتن را دارد. لازم به ذکر است که دوده سیلیسی، به تنهایی قابلیت آب‌بند کردن بتن را ندارد و به اشتباه در این حوزه مشهور گردیده است. دوده سیلیسی در طراحی انواع بتن‌ها و ملات‌های مقاومت بالا، بتن‌های خودتراکم و بتن‌های سبک کاربرد ویژه‌ای دارند. واژه میکروسیلیس نیز در بازار به معنای دوده سیلیسی می‌باشد که در واقع ترجمه غیر صحیح این ماده می‌باشد.
ژل میکروسیلیس یا ژل دوده‌سیلیسی نیز به مجموعه‌ای از مواد گفته می‌شود که از ترکیب مواد پلیمری همچون روان‌کننده‌ها ، غلظت‌دهنده‌ها و دوده سیلیسی ساخته می‌شود. علت ساخت این محصولات، کاربرد زیاد مصرف همزمان روان‌کننده‌ها و میکروسیلیس می‌باشد. با این کار در واقع سازگارترین نوع روان‌کننده با دوده سیلیسی به مشتری ارائه می‌گردد.
ژل‌های میکروسیلیس نیز قابلیت آب‌بند نمودن بتن یا ملات را بصورت کامل ندارند و در رتبه دوم در مقابل مواد نفوذگر در این حوزه محسوب می‌گردند. همچنین مقدار میکروسیلیس موجود در این مواد، عموما مقدار زیادی نمی‌باشد و این موضوع باید در طراحی مدنظر قرار گیرد.
دیگر مواد پوزولانی در دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند که بطور خلاصه می‌توان به موادی همچون سرباره کوره آهن‌گدازی، خاکستر‌های آتشفشانی، خاکستر پوسته برنج، رس کلسینه، فلای اش و… اشاره نمود. بصورت کلی در مبحث دوام بتن همواره استفاده از دوده سیلیسی و دیگر پوزولان‌ها توصیه می‌گردد.
افزودنی الیاف
این دسته از افزودنی‌های بتن که در نگاه اول، یادآور ملات کاه‌گل می‌باشد جزو ابتکارات نوین عرصه بتن و ملات می‌باشند. الیاف مورد استفاده در بتن انواع مختلفی از لحاظ جنس و چه از لحاظ ابعاد دارند.
بطور کلی الیاف باعث جلوگیری از انتشار و بروز ترک در بتن، افزایش مقاومت خمشی، افزایش انعطاف پذیری و جذب انرژی بتن، مقاومت در مقابل ضربه، افزایش مقاومت فشاری، کاهش جمع‌شدگی، افزایش قوام و غلظت ملات می‌گردند.
یکی از متعارف‌ترین نوع الیاف، الیاف پروپیلن یا الیاف پ پ (الیاف PP) می‌باشند. که در افزایش انعطاف بتن و کاهش ترک تاثیر بسزایی دارند. الیاف مایکو، مایکروسنتتیک، الیاف فولادی، الیاف فرتا و الیاف شیشه از دیگر الیاف متعارف می‌باشند.
امروزه از الیاف فولادی در مباحث سازه‌ای نیز بهره گرفته می‌شود و طراحان امیدوار اند با پیشرفت این تکنولوژی، استفاده از میلگردهای فولادی در بتن کاهش یابد.
افزودنی های بتن ژیکاوا
ژیکاوا، مواد و شیوه های نوین صنعت ساختمان
مشاوره و خرید افزودنی های بتن ژیکاوا
قبل از خرید، از مشاوره رایگان کارشناسان ما بهره مند شوید (مهندس شفیعی)
