مواد افزودنی به بتن جهت افزایش مقاومت قطعات بتنی
هدف از اضافه‌کردن موادی به بتن اصلاح خواص بتن و توانمند کردن آن برای کاربردهای خاص است. مواد افزودنی به بتن می‌توانند به‌صورت گرد یا مایع به آن اضافه شوند. مواد افزودنی به بتن انواع مختلفی دارند که تندگیر کننده‌ها، کندگیر کننده‌ها، روان‌کننده‌ها، حباب‌ساز هوا و… از جمله آنها هستند. در این مقاله تأثیر افزودن این مواد به بتن بر میزان مقاومت قطعات بتنی بررسی شده است.
مواد افزودنی به بتن جهت افزایش مقاومت قطعات بتنی
هدف از اضافه‌کردن موادی به بتن اصلاح خواص بتن و توانمند کردن آن برای کاربردهای خاص است. مواد افزودنی به بتن می‌تواند به‌صورت گرد یا مایع به آن اضافه شود. در این مقاله می‌خواهیم تأثیر مواد افزودنی به بتن را بر میزان مقاومت قطعات بتنی بررسی کنیم.
انواع مواد افزودنی به بتن
مواد افزودنی به بتن با توجه به جنس و حالتشان انواع مختلفی دارند که تندگیر کننده‌ها، کندگیر کننده‌ها، روان‌کننده‌ها، فوق روان‌کننده‌ها، حباب‌ساز هوا، آب‌بندها، آب‌بند سطوح، روغن قالب بتن و … از جمله این مواد هستند.
در تعریف ماده افزودنی به بتن به هر ماده‌ای به غیراز سیمان پرتلند، آب و سنگ‌دانه که به‌صورت جامد (گرد) یا مایع به عنوان یکی از مواد سازنده بتن و به منظور اصلاح خواص بتن کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به بتن اضافه می‌شود، گفته شده است. بسیار مهم است که مواد افزودنی به بتن با نسبت‌های صحیحی اضافه شوند که در غیر این صورت ممکن است نتیجه مطلوب حاصل نشود. در تقسیم‌بندی دیگری مواد افزودنی به بتن را به دو دسته معدنی و شیمیایی تقسیم کرده‌اند که هر یک برای افزودن ویژگی‌های خاصی به بتن کاربرد دارند.
خواص مواد افزودنی به بتن
برخی تأثیرات این مواد بر بتن به شرح زیر است:
- این مواد می‌توانند روند کسب مقاومت اولیه بتن را تسریع کنند
- واکنش‌های قلیایی سیمان با سنگ‌دانه‌ها را کنترل کنند
- زمان گیرش را طولانی کنند
- تهیه بتن‌هایی با مقاومت افزایش‌یافته و بتن‌هایی که در برابر یخ‌زدن و آب شدن مکرر از خود مقاومت نشان می‌دهند.
کاربرد بتن با مقاومت بالا
برای استفاده در سازه‌های بلند و حجیم و برطرف‌کردن ویژگی شکنندگی که ممکن است در برخی بتن‌ها وجود داشته باشد از الیافی استفاده می‌شود تا نرمی بتن با مقاومت بالا افزایش یابد. بتن‌های با مقاومت بالا موجب کاهش وزن ساختمان‌ها به دلیل کاهش ابعاد ستون‌ها، صرفه‌جویی در مصرف بتن و فولاد و کوتاه شدن زمان لازم برای ساخت می‌شوند.
مواد افزودنی افزایش‌دهنده مقاومت بتن
یکی از اهداف مهم و بسیار پرکاربرد برای افزودن موادی به بتن، افزایش مقاومت بتن و تولید بتن‌های با مقاومت بالا است. عوامل مختلفی می‌توانند بر افزایش مقاومت قطعات بتنی مؤثر باشند که یکی از این عوامل افزودن مواد خاصی بدین منظور است. از جمله افزودنی‌هایی که می‌توانند موجب افزایش مقاومت بتن شوند می‌توان به موادی مانند ابر روان‌کننده بتن، ژل میکروسیلیس و پودر میکروسیلیس اشاره کرد.
میکروسیلیس
در ایران در برخی کارخانه‌ها دوده سیلیس تولید می‌شود که از آن برای تولید بتن با مقاومت بالا استفاده می‌کنند. در شرایط آب‌وهوایی گرم مانند استان‌های جنوبی کشور محیطی خورنده برای بتن و فولاد مهیا است که نیاز به مقاومت بالا برای پیشگیری از خوردگی وجود دارد. در این شرایط یکی از کارهای انجام شده برای افزودن مقاومت بتن استفاده از سیمان حاوی حدود 7 تا 10 درصد میکروسیلیس بود که به‌جای سیمان معمولی از آن استفاده شد. باید توجه داشت که در بتن با مقاومت بالا آب‌اندازی وجود ندارد و همچنین به دلیل وجود گرما و واکنش‌های سریع محیطی در محیط‌های گرم خطر ایجاد ترک‌های پلاستیک در ساعات اولیه و بعد از آن ترک‌های ناشی از خشک شدن و حرارت زیاد است؛ بنابراین در صورتی که کنترل و دقت صورت نگیرد و بتن با مقاومت بالا عمل‌آوری شود با وجود داشتن مقاومت بالا امکان نفوذپذیری بتن وجود دارد و ممکن است املاح و مواد خورنده به داخل بتن راه پیدا کنند و باعث خوردگی و مشکلات بعدی آن شوند. استفاده از میکروسیلیس در بتن‌های با مقاومت بالا موجب می‌شود که مقاومت سایشی و فرسایشی بتن افزایش یابد
کاهش‌دهنده‌های آب
این مواد بدون تغییر در گرانروی بتن، میزان آب موجود در مخلوط بتن را کاهش می‌دهند یا میزان روانی را بدون افزودن آب یا تغییر در مقدار آب افزایش می‌دهند یا حتی می‌توانند موجب ایجاد همزمان هر دو اثر شود. این افزودنی‌ها با چند هدف در مخلوط‌های بتنی به کار گرفته می‌شوند: اول اینکه با کاهش نسبت آب به سیمان موجب افزایش مقاومت بتن می‌شوند. دوم اینکه می‌توانند با افزایش مقدار سیمان در کاهش دمای هیدراتاسیون سیمان مؤثر باشند که کاربردشان را برای استفاده در بتن‌ریزی‌های حجیم مناسب می‌کند. کارایی سیمان را نیز افزایش می‌دهد.
فوق روان‌کننده‌های بتن
این مواد حاوی ترکننده‌های آنیونی با زنجیر بلند و جرم مولکولی سنگین هستند که همراه تعداد زیادی از گروه‌های قطبی در زنجیره هیدروکربنی قرار دارند. به هنگام جذب در سطح ذرات سیمان موجب می‌شوند که تر‌کننده بار منفی قوی به وجود بیاورد که این بار منفی باعث کاهش کشش سطحی آب اطراف می‌شود و موجب می‌شود سیستم تا حد زیادی حالت روان پیدا کند.
فوق روان‌کننده‌ها را می‌توان به میزان بیشتری نسبت به افزودنی کاهنده آب معمولی به مخلوط‌های بتنی اضافه کرد بدون اینکه تأخیر بیش از اندازه در گیرش ایجاد شود یا آب‌اندازی اتفاق بیفتد. به طور کلی در صورتی که نسبت آب به سیمان کاهش پیدا کند خواص مکانیکی یا همان مقاومت‌های خمشی و فشاری بهبود می‌یابند.
شتاب‌دهنده‌ها
همان طور که از نامشان نیز مشخص است این مواد موجب تسریع در انجام شدن برخی وقایع می‌شوند؛ از جمله اینکه زمان لازم برای عمل‌آوری صحیح و محافظت را کاهش می‌دهند و سرعت کسب مقاومت اولیه را افزایش می‌دهند به‌گونه‌ای که بتوان قالب‌ها را در زمان کمتری برداشت و زودتر از ساختمان استفاده کرد. همچنین می‌توانند از نشتی به نحو مؤثری جلوگیری کنند.
افزودنی‌های حباب‌ساز
مهم‌ترین کاربردی که این‌گونه مواد افزودنی به بتن دارند، ایجاد مخلوط‌های بتنی با مقاومت بالا در برابر یخ‌زدن و آب شدن است. هوازایی موجب بهبود کارایی مخلوط‌های بتنی می‌شود که سیمان و آب کمتری دارند یا حاوی سنگ‌دانه‌های با بافت خشن و یا سنگ‌دانه‌های سبک باشند. هوازایی به طور عمده برای ایجاد بتن‌های عظیم و مخلوط‌های بتنی با وزن کم به کار می‌رود. از آنجا که مواد افزودنی حباب‌ساز موجب ایجاد خواص ضد رطوبتی در ذرات سیمان می‌شوند، افزودن بیش از اندازه این گونه مواد باعث تأخیر زیاد در هیدراتاسیون سیمان می‌شود. زیادی این مواد می‌تواند کاهش متقابل مقاومت را نیز ایجاد کند.
ضد یخ بتن
از جمله مواد افزودنی به بتن است که برای بتن‌ریزی در هوای سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع این ماده به‌عنوان نوعی زود سخت‌کننده به شمار می‌آید که باعث کسب مقاومت زودرس در هوای سرد می‌شود. این ماده در بتن‌ریزی‌های مسلح و غیرمسلح کاربرد دارد. در واقع ضد یخ بتن می‌تواند موجب افزایش سرعت هیدراتاسیون سیمان شده باعث جلوگیری از یخ‌زدگی بتن شود. ضد یخ باعث می‌شود مقاومت اولیه بتن زودتر حاصل شود. همچنین موجب افزایش مقاومت اولیه و نهایی بتن می‌شود که باعث می‌شود نگهداری بتن در هوای سرد بهتر انجام گیرد.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.