افزودنی های بتن چیست؟ + مزایا و کاربرد لیست افزودنی های بتن

افزودنی بتن مواد شیمیایی یا طبیعی هستند که برای افزایش ویژگی‌های خاص بتن تازه یا سخت شده مانند کارایی، دوام یا استحکام اولیه و نهایی، قبل یا در طول اختلاط  به بتن اضافه می‌شوند. بتن، پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی در جهان، سابقه‌ای به دوران رومیان و مصریان باستان دارد. با توجه به اینکه بتن دو برابر بیشتر از سایر مصالح ساختمانی در ساخت و ساز استفاده می شود، تاکید بر کیفیت، عملکرد و پایداری برای رشد و رونق صنعت ضروری است. به طور کلی این محصولات به دو دسته مواد افزودنی معدنی و شیمیایی تقسیم بندی می شوند. مواد افزودنی مانند فلاش، دود سیلیکات، سرباره در دسته مواد افزودنی معدنی قرار می گیرند. همچنین برخی از پرکاربردترین مواد افزودنی که در لیست افزودنی های بتن شیمیایی قرار دارند شامل روان کننده و فوق روان کننده بتن، تندگیر کننده و کندگیر کننده بتن، کاهنده آب بتن و ضد یخ بتن می شوند.

افزودنی های بتن چیست؟

افزودنی های بتن موادی هستند که برای اصلاح خصوصیات بتن استفاده می شوند. علاوه بر سیمان، آب و سنگدانه، مواد دیگری را قبل یا بعد از اختلاط به بتن اضافه می کنند. افزودنی ها را می توان برای کاهش هزینه های ساخت و اطمینان از کیفیت خاصی از بتن تازه ریخته شده استفاده کرد. اگر مدیران پروژه در مرحله ساخت و ساز با مشکلاتی مواجه شوند، می توان از افزودنی ها به عنوان یک اقدام اضطراری برای حل چالش های اجرا استفاده  کنند. نسبت مواد افزودنی مورد استفاده در بتن با توجه به نوع افزودنی و غلظت سیمان متفاوت است. به طور کلی، مواد افزودنی بخش نسبتاً کمی از مخلوط بتن حدود کمتر از 5 درصد را تشکیل می دهند.

 

 

اهمیت استفاده از افزودنی های بتن

به غیر از سیمان، سنگدانه ها (ماسه) و آب، هر ماده ای که به بتن اضافه شود، ماده افزودنی محسوب می شود. اگرچه این مواد همیشه مورد نیاز نیستند ولی در شرایط خاص می توانند به عنوان نیروهای کمکی عمل می کنند. از این محصولات برای اصلاح خواص بتن استفاده می شود. متداول ترین کاربردهای مواد افزودنی شامل افزایش کارایی، افزایش یا کوتاه کردن دوره پخت و تقویت بتن است. همچنین ممکن است از آنها برای اهداف زیبایی شناختی مانند تغییر رنگ سیمان نیز استفاده شود. افزایش کارایی و مقاومت بتن در شرایط طبیعی با بهره گیری از علم مهندسی، اصلاح مواد تشکیل دهنده بتن و بررسی نوع سنگدانه ها و نسبت آب به سیمان امکان پذیر است. در صورت غیرممکن یا شرایط خاصی مانند یخ زدگی، دمای بالا، افزایش سایش یا قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نمک های یخ زدا یا سایر مواد شیمیایی، مواد افزودنی به بتن اضافه می شود.

 

مزایای استفاده از افزودنی بتن

• افزودنی ها میزان سیمان مورد نیاز را کاهش داده و بتن را مقرون به صرفه تر می کنند.
• در مقایسه با بتن معمولی، برخی از افزودنی ها مقاومت اولیه را کاهش می دهند اما مقاومت نهایی را افزایش می دهند.
• افزودنی ها حرارت اولیه هیدراتاسیون را کاهش داده و از ترک های حرارتی در بتن جلوگیری می کنند.
• برخی از آنزیم های موجود در مواد افزودنی دارای خواص ضد باکتریایی هستند.
• این مواد مقاومت بتن را در برابر اثر انجماد بهبود می بخشد.
• با استفاده از مواد زائد، مخلوط بتن حداکثر پایداری را حفظ می کند.
• با استفاده از این مواد می توان زمان گیرش بتن را کاهش داد.
• برخی از مواد افزودنی استحکام اولیه بتن را بهبود می بخشد.
• مواد افزودنی بتن را کارآمدتر می کند.

 

• این محصول می تواند مصرف آب را 12 تا 30 درصد کاهش دهد و در عین حال یک فرم بتن صاف و قابل کار تولید کند.
• برای کند کردن خوردگی فولاد تقویت کننده در بتن استفاده می شود.
• می تواند آب مورد نیاز برای رسیدن به اسلامپ مورد نظر را 5-10 درصد کاهش دهد.
• سرعت گیرش بتن را به تاخیر می اندازد و در عین حال قابل استفاده نگه می دارد.
• اثرات هوای گرم را به تعویق می اندازد.
• توسعه مقاومت زودرس را تسریع می کند.
• این استحکام اولیه سیمان را کاهش می دهد.
• زمان مورد نیاز پردازش را کاهش می دهد.
• به بهبود عمل آوری بتن کمک می کند.
• به کاهش انقباض بتن کمک می کند.
• واکنش قلیایی – سیلیس را کاهش می دهد.
• برای بهبود ظرفیت پمپاژ استفاده می شود.
• اتصال بتن به میلگرد را بهبود می بخشد.
• پیوند بین بتن موجود و جدید را تقویت می کند.
• مقاومت در برابر ضربه و سایش را افزایش می دهد.
• ملات یا بتن رنگی ایجاد می کند.

 

انواع افزودنی های بتن (لیست افزودنی های بتن)

مواد افزودنی با مخلوط سیمان و آب برای کمک به گیرش و سخت شدن بتن اضافه می شود. این مواد افزودنی به دو صورت مایع و پودری موجود هستند. ترکیبات شیمیایی و معدنی دو دسته از مواد افزودنی هستند. ماهیت پروژه تعیین کننده استفاده از مواد افزودنی است.

انواع مواد افزودنی معدنی

• خاکستر بادی
•  دوده سیلیس
•  سرباره آهن
•  خاکستر پوسته برنج

مواد معدنی وظایف زیر را انجام می دهند:

• اصلاح ویژگی های بتن سخت شده از طریق عمل هیدرولیکی
• افزایش مقاومت بتن
• کاهش نفوذپذیری سطح
• صرفه جویی در مخلوط

 

 

انواع مواد افزودنی شیمیایی

1. مواد افزودنی حباب زا

این مواد افزودنی باعث ایجاد حبا‌ب‌های عمدی ریز هوا در بتن با ساختار مناسب و پایدار می‌شوند. معمولاً مواد حباب‌زا با آهک موجود در سیمان در مجاورت آب ترکیب شده و حباب ریز تولید می‌کنند. از این مواد عموماً برای بهبود کارایی، سهولت قرار دادن، افزایش دوام بتن، مقاومت بهتر در برابر یخ زدگی و کاهش خونریزی استفاده می شوند. بهتر است ماده حباب‌زا بصورت مایع یا محلول به بتن اضافه شوند. افزودن بیش از اندازه مواد افزودنی هوازا باعث تاخیر در هیدراتاسیون سیمان می شود و در نتیجه مقادیر زیاد هوازایی باعث کاهش متقابل مقاومت بتن خواهد بود. مواد افزودنی حباب شامل رزین وینسول، درکس، تیپل، چیکل و غیره می شود این نمونه از افزودنی‌ها اغلب از رزین‌های طبیعی چوب، نمک‌های قلیایی، چربی‌ها و روغن‌های حیوانی و گیاهی و غیره به دست می‌آیند.

 

2. مواد افزودنی کاهنده و کنترل کننده آب

افزودنی های کاهنده آب، مقدار آب مصرفی برای ایجاد بتن با قوام خاص را کاهش می دهند. همچنین بهبود اسلامپ بتن بدون افزودن آب و کاهش نسبت آب به سیمان امکان پذیر است. با کاهش مقدار آب در سیمان، افزودنی‌های کاهنده آب می‌توانند مقاومت بتن را افزایش داده و عملکرد آن را حفظ کنند. اسیدهای سولفونیک لیگنین و نمک های فلزی معمولاً به عنوان افزودنی های کاهنده آب مورد استفاده قرار می گیرند.

 

3. مواد افزودنی فوق روان کننده ها

فوق روان کننده ها ترکیبات آلی هستند که بتن را به مخلوط سیال تری تبدیل می کنند. آنها با پوشاندن ذرات سیمان و جدا شدن آنها از توده هایی که معمولاً از اختلاط سیمان و آب ایجاد می شوند، کار می کنند. افزودنی های روان کننده به هر ذره سیمان بار منفی می دهند که باعث دفع یکدیگر و توزیع دقیق تر می شود. افزودنی ها یا برای تسهیل در قرار دادن بتن یا کاهش مقدار آب در مخلوط بتن برای افزایش مقاومت آن استفاده می شوند.

 

4. مواد افزودنی تسریع کننده

از این نوع افزودنی از این افزودنی برای افزایش سرعت مقاومت بتن یا کاهش زمان گیرش بتن استفاده می‌شود. این افزودنی‌ با افزایش میزان هیدراسیون، مقاومت بتن را در همان دوره اولیه با افزایش میزان هیدراسیون، ارتقا می‌دهد. زودسخت شدن بتن در برخی موارد، مانند قالب‌برداری سریع‌تر، زمان عمل‌آوری کوتاه‌تر، ساخت و بتن‌ریزی در مناطق سردسیر مفید است. تری اتانول آمین، فرمت کلسیم، فوم سیلیکا، کلسیم کلرید، سیلیکا ژل و … از جمله زودگیرکننده‌هایی بسیار کاربردی است.

یکی از رایج ترین و ارزانترین شتاب دهنده‌ها کلرید کلسیم می‌باشد. با این حال، می تواند خوردگی میلگرد‌های تقویتی را افزایش دهد. با این وجود، بهترین شیوه های بتن، مانند یکپارچه سازی مناسب، پوشش کافی، و طراحی اختلاط مناسب می‌تواند مانع خوردگی شود. از زودگیر کننده‌ها برای بهبود خواص بتن در هوای سرد استفاده می‌شود.

 

5. مواد افزودنی کند گیرکننده

افزودنی های کندگیر در اصل نقطه مقابل شتاب دهنده های گیرش هستند. آنها زمان لازم برای عمل آوری بتن را افزایش می دهند. به عبارت دیگر زمان گیرش خمیر سیمان را کوتاه می کنند. معمولاً در هوای گرم از مواد افزودنی کندکننده استفاده می شود. با افزودن مواد افزودنی کندگیر به بتن، آب کمتری برای عمل آوری مورد نیاز است. با وجود مواد افزودنی کندگیر، دستیابی به نسبت آب به سیمان ایده آل و افزایش مقاومت نهایی امکان پذیر است.

 

 

6. مواد افزودنی پوزولانی

این مواد اغلب در بتن های چگال مانند بتن متراکم به کار می‌رود. این نوع بتن بیشتر برای سازه‌هایی که با آب سر و کار دارند مانند منابع آب، سدها، کانال‌ها و … کاربرد دارد. این افزودنی همچنین گرمای هیدراسیون و ترک های حرارتی را نیز کاهش می‌دهد. با استفاده مناسب و بهینه از این افزودنی می توان احتمال وقوع مشکلاتی مانند واکنش قلیایی سنگدانه‌ها، شستگی، حمله سولفات‌ها و …  کاهش یا به طور کل از آن‌ها جلوگیری کرد. 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.

 

7. ژل میکروسیلیس

این ماده افزودنی برای افزایش اسلامپ، افزایش مقاومت مکانیکی، کاهش نفوذپذیری، و همچنین در کلیه سازه‌هایی که باید در برابر عوامل شیمیایی خورنده مقاوم باشند مانند اسکله‌ها و مخازن مواد شیمیایی کاربرد گسترده‌ای دارند. مقدار مجاز مواد افزودنی بتن در مورد این ماده که مصرف آن به صورت خشک‌شده مجاز نیست، 7 تا 10 درصد وزن سیمان مصرفی است.

سایر افزودنی های بتن عبارتند از:

• مواد افزودنی آب‌بند
• مواد افزودنی گاز ساز
• مواد افزودنی ضد حباب هوا
• مواد افزودنی ضد انبساط سنگدانه‌های قلیایی
• مواد افزودنی ضد آب شستگی
• مواد افزودنی ملات
• مواد افزودنی کاهنده جمع شدگی بتن
• مواد افزودنی بازدارنده خوردگی
• مواد افزودنی چسباننده

 

مقدار مجاز مواد افزودنی بتن چقدر است؟

میزان مجاز این ماده به نوع افزودنی و تاثیرات مورد نظر شما بستگی دارد. البته میزان دقیق یا حداکثر میزان مصرف توسط تولیدکننده در مشخصات فنی محصول درج می‌شود. به طور کلی حداکثر میزان مصرف مواد افزودنی بتن ۵ درصد وزن سیمان است.