افزودنی بتن Concrete Admixture چیست؟

بتن از سیمان و آب و سنگدانه تشکیل شده است. ترکیب این مواد و اختلاط با هم سبب واکنش سیمان و آب و ایجاد یک حالت خمیری می‌شود. اگر این سیال ایجاد شده در یک محیط آزمایشگاهی عمل آوری شود؛ تمامی آزمایش‌ها را با موفقیت سپری و یک بتن با کیفیت می‌کند. ولی در واقعیت این شرایط وجود ندارد. گاهی هوا سرد و یخبندان است. گاهی هوا گرم و خشک است. برخی پروژه‌ها شرایط خاص دارد. برای هر کدام از موارد یک نوع بتن با مشخصات معلوم نیاز است. برای ایجاد شرایط بتن ویژه نیاز به ماده جدیدی با نام افزودنی بتن تعیین گشت. تقریبا تمامی بتن‌های موجود امروزه با افزودنی بتن ساخته می‌شوند.

ساخت برخی سازه های بتنی تا کنون بدون افزودنی بتن امکان پذیر نبوده است

افزودنی بتن چیست؟

بشر در حال پیشرفت روزافزون است. به همراه این موجود تمامی عوامل و محیط زندگی نیز در حال پیشرفت است. سازه‌های بتنی تقریبا در همه جا یافت می‌شود. سدسازی، راه‌سازی و شهرسازی با قابلیت و کاربری متفاوت از این ماده بهره می‌برد. هر بتن با یک ماده افزودنی بتن به تکامل می‌رسد. افزودنی بتن با ایجاد شرایط بهینه بتن ریزی و در نهایت مقاومت بتن خشک شده را بالا می‌برد.

در سال ۱۹۳۰ میلادی با جرقه استفاده روان کننده صنایع شیمیایی در بتن این انقلاب بتنی آغاز شد. با اندکی تغییر در این مواد و سازگار شدن با بتن مواد بر پایه نفتالین به سرعت رشد و مزایای این مواد افزودنی بتن بر همگان آشکار شد.

آشنایی افراد مرتبط با تکنولوژی بتن در زمینه مواد افزودنی بتن فرهنگ استفاده از این مواد را در بین عموم کاربران بتن جا انداخت. بتن تازه باید اجرای راحت و بتن سفت شده باید استحکام و دوام کافی داشته باشد. با افزودنی بتن در همه شرایط و محیط متفاوت بهترین و باکیفیت ترین بتن تولید شده و به بهره برداری می‌رسد.

انواع افزودنی بتن

1. افزودنی کاهنده آب که شامل گروه‌‌های زیر است:

• روان کننده بتن: برای روان کردن نسبی بتن و یا کاهش مصرف آب است.
• فوق روان کننده بتن: نسل اصلاح شده روان کننده که معایب آن را بر طرف کرده است.
• ابرروان کننده بتن: جدیدترین روان کننده که خواص قوی و مخصوص هوای گرم به همراه افزایش مقاومت است.

2. افزودنی دیرگیر یا کندگیر بتن: گیرش سیمان را کند کرده و برای بتن ریزی در هوای گرم مناسب است.
3. افزودنی زودگیر یا تندگیر بتن: تسریع گیرش سیمان مناسب بتن ریزی زیر آب و هوای سرد.

قبل از بتن ریزی در یخبندان باید یخ و برف محل بتن را پاک کرد

4. افزودنی حباب ساز بتن: برای ساخت بتن متخلخل مناسب است.
5. افزودنی پوزولانی بتن: ترمیم معایب و بعضا کاهش حرارت هیدراتاسیون به کار می‌رود.
6. افزودنی آب بند یا نم بند بتن: با متراکم کردن و بستن منافذ بتن سبب کاهش نفوذپذیری آن می‌شود.
7. افزودنی گاز ساز بتن: برای تولید بتن اسفنجی و نیاز به بتن هوا دار به کار می‌رود.
8. افزودنی ضدحباب هوا: برای حذف هوای مضر بتن و افزایش مقاومت نهایی به کار می‌رود.
9. افزودنی ضد انبساط سنگدانه قلیایی بتن: برای کاهش و خنثی کردن سنگدانه قلیایی موجود در بتن به کار می‌رود.
10. افزودنی ضد آب شستگی بتن: در جایی‌که بتن تحت گذر دائم آب قرار دارد و نیاز به بتن بادوام است به کار می‌رود.
11. افزودنی ملات: این مواد معمولا دارای یون کلر و قابلیت استفاده بتن در مجاورت فلز را ندارند.
12. افزودنی بازدارنده خورندگی بتن: ساخت بتن پایدار در برابر عوامل شدی محیطی نیازمند این افزودنی است.
13. افزودنی چسباننده بتن: برای اتصال دو قطعه بتنی یا جلوگیری از درز سرد به کار می‌رود.
14. افزودنی بتن ضد قارچ و باکتری: بسیار موثر در بتن نواحی مرطوب و مستعد رشد مواد باکتریایی است.
15. افزودنی رنگ بتن: برای ساخت بتن با نمای رنگی به کار می‌رود.

تقریبا از نام هر افزودنی بتن کاربرد آن مشخص است. برای آشنایی با جزییات و روش کار هر یک مقاله مربوط به آن را مطالعه فرمایید.

روش مصرف افزودنی بتن

روش مصرف افزودنی بتن را شرکت تولید کننده با انجام آزمایش در کارگاه تولیدی به اطلاع مصرف کننده می‌رساند. با توجه به این‌که افزودنی بتن چه حالت فیزیکی و چه غلظتی دارد، روش مصرف آن متفاوت است.

کارگاه ساخت بتن یک مکان مناسب و مطمئن برای اضافه کردن افزودنی بتن

افزودنی باید به طور یکنواخت در بتن پخش شود. اگر افزودنی پودری باشد بهتر است در مواد اولیه مخلوط شود تا در همه بتن اثر گذاری کند. ریختن پودر روی سطح بتن پرداخت شده فقط لایه رویی بتن را درگیر کرده و بقیه بتن هیچ ثمری از این افزودنی نمی‌برد.

مواد مایع هم بعد از اضافه شدن باید در تمامی بتن یکنواخت پخش شود. این مواد معمولا با غلظت بالا تولید می‌شوند. بهتر است قبل از استفاده با آب رقیق و به کل بتن افزوده شوند.

میزان مصرف افزودنی بتن

استفاده از مواد افزودنی یک مقدار حداقل و یک مقدار حداکثر دارد. مصرف کم‌تر از مقدار تعیین شده اثری روی بتن ندارد. بیش‌تر از میزان تعیین شده اثرات مضر روی بتن می‌گذارد. مقدار ۰.۱% تا ۵% وزن سیمان برای انواع افزودنی بتن تعیین شده است. این مقدار توسط شرکت تولید کننده و با انجام آزمایش و تحقیق روی نمونه بتن دارای افزودنی اعلام می‌شود.

توزین دقیق افزودنی بتن در محل لازم و ضروری است

در سازه‌های ویژه با طرح اختلاط خاص چون نتیجه ساخت بتن دقیق باید باشد، حتما میزان دقیق افزودنی بتن و تاثیر آن بر طرح اختلاط در نظر گرفته شود. اگر بیش از حد این مواد به بتن اضافه شدند باید با بتن بدون افزودنی ترکیب شوند تا دوز افزودنی به حد استاندارد برسد.

مزایای افزودنی بتن

برخی از مهم ترین مزایای افزودنی بتن به شرح زیر است:

1. روان شدن بتن: کمک به کارایی و افزایش سرعت کار در زمینه تسطیح و پرداخت
2. افزایش اسلامپ با حفظ نسبت آب به سیمان: در هوای گرم برای ایجاد بتن کارپذیر

مراحل تست اسلامپ در محل برای بررسی روانی بتن

3. کاهش میزان آب با حفظ اسلامپ: ساخت بتن با استحکام
4. کاهش انقباض و جمع شدگی بتن: مصرف کم‌تر آب و استفاده از بتن یکنواخت
5. افزایش نیروی بین میلگرد و بتن: در مکانی که بتن با قطر کم و پوشش نامناسب میلگرد صورت گیرد
6. افزایش مقاومت اولیه بتن: گیرش سریع سیمان نسبت به حالت عادی
7. افزایش مقاومت نهایی بتن: کم کردن مصرف آب با همان طرح اختلاط
8. افزایش مقاومت خمشی و کششی: ایجاد نیروی جاذبه بین ذرات سیمان
9. تاخیر و تسریع گیرش سیمان: مناسب بتن ریزی در هوای گرم و سرد
10. آب رسانی مناسب برای واکنش هیداراتاسیون: مصرف کم آب برای جلوگیری از مشکلاتی از قبیل آب انداختگی
11. توزیع تنش و کرنش یکنواخت در بتن: با ایجاد بتن یکنواخت نیروی در بتن یکسان توزیع می‌شود.
12. افزایش دوام و حفاظت خوردگی: بتن متراکم و قوی در برابر نیروهای مخرب خارجی قوی عمل می‌کند.
13. افزایش مقاومت در برابر عوامل محیطی شیمیایی: افزایش دوام بتن
14. جلوگیری از واکنش قلیایی بتن و اجزای آن: کاهش یون مضر تولیدی ناشی از واکنش آب و سیمان
15. کاهش یون کلر بتن: استفاده از افزودنی نفتالینی و کربوکسیلاتی
16. ساخت قطعات پیش ساخته و پس تنیده و پیش کشیده: ساخت بتن خودتراز شونده با مقاومت نهایی بالا
17. کاهش نفوذپذیری بتن: تراکم و دوام بالای بتن سبب کاهش نفودپدیری بتن می‌شود.
18. تنظیم هوای بتن: ایجاد و یا حذف حباب در بتن با توجه به شرایط ساخت و ساز
19. ساخت بتن نمادار و رنگی: سازه مقاوم و قابل استفاده در فضاهای شهری
20. بتن ریزی زیر آب: سخت شدن سریع بتن قبل از پخش شدن در آب

خواص و تاثیر افزودنی بتن

مواد افزودنی بتن اثر اصلی را روی سیمان و نحوه واکنش با آب دارد. این مواد عموما از لحاظ شیمیایی واکنش‌پذیر هستند. این واکنش در حضور آب اتفاق می‌افتد. هر افزودنی به نوعی بتن را تغییر می‌دهد که برخی از آن‌ها در ادامه مشاهده می‌کنید:

1. بار دار کردن سطح ذرات سیمان
2. واکنش زنجیره اصلی و فرعی افزودنی بتن با سیمان
3. کاهش مصرف آب به سیمان
4. ایجاد و یا حذف هوای بتن در اثر واکنش با سیمان
5. کاهش هیدروکسید کلسیم هیدراتاسیون سیمان

خوردگی میلگرد در اثر استفاده از بتن بدون افزودنی و ضعیف

قیمت افزودنی بتن

قیمت افزودنی بتن بر اساس غلظت و مواد اولیه تشکیل دهنده آن تعیین می‌شود. در واقع میزان مواد جامد یک افزودنی مایع اصلی‌ترین فاکتور تعیین قیمت است. خود این مواد قیمت بالایی ندارند؛ ولی با تاثیری که روی بتن و کل پروژه خواهند گذاشت. در نهایت سبب کاهش هزینه خواهند شد.

در پروژه‌های عظیم مسایل حفظ و نگهداری مطرح است. اگر دوام بتن زیاد شود با یک گالن افزودنی از هزینه نهایی کاسته می‌شود. یا در پروژه نیاز به انرژی و زمان زیاد برای پرداخت بتن نیاز است. با اندکی افزودنی هزینه تسطیح بسیار کم می‌شود.

خرید افزودنی بتن

خرید افزودنی بتن همانند دیگر موارد موجود در بازار گرایش به سمت غیرحضوری و دیجیتال یا اینترنتی پیدا کرده است. طبیعتا هر انسانی امروزه بهترین و باکیفیت ترین خرید را با هزینه مناسب در کم‌ترین زمان ممکن را توسط اینترنت به راحتی انجام می‌دهد. به حدی مزایای خرید اینترنتی و آسودگی زندگی افزایش یافته که افراد امروزه حتی خرید روزانه خود را حضوری انجام نمی‌دهند.

مسولین ادارات و شرکت‌ها برای تهیه نیاز عمومی با توجه به مستند و قابل مشاهده بودن برای همه، به خریدهای اینترنتی روآورده‌اند.

حفاظت و ایمنی افزودنی بتن

محلول‌های آبی افزودنی بتن باید در برابر یخ زدن محافظت شوند. این مواد با منجمد شدن و حرارت دادن برای استفاده، کاهش کیفیت و اثرگذاری را دارد. ولی اگر ناچار به این کار بودید از یکنواختی ماده حاصله و هم زدن آن قبل از مصرف اجتناب نکنید.

در افزودنی بتن که مواد ضدباکتری ندارد امکان ایجاد گاز دی اکسید کربن وجود دارد. حال اگر ظرف نگه‌داری مواد در بسته باشد با تولید زیاد این گاز مشکلاتی از قبیل ترکیدن ظرف دور از انتظار نیست.

برای استفاده از مواد شیمیایی از وسایل حفاظت فردی نظیر عینک ایمنی و چکمه و دستکش باید استفاده کرد.

کندگیر کننده بتن و روان کننده مقدار کمی مواد قلیایی دارد. اگر این مواد با پوست و یا چشم تماس پیدا کرد باید با آب سریعا شسته شود.

اگر این مواد سمی و خطرزا باشد توسط شرکت تولیدکننده باید اطلاع داده شود. ریختن این مواد روی زمین سبب لغزنده شدن می‌شود. بدلیل محلول بودن در آب آتش‌زا نیستند ولی اگر آب این مواد خشک شود دارای ترکیبات آلی آتش‌زا هستند.

استاندارد افزودنی بتن

این مواد ابتدا در قاره امریکا کشف و به مصرف رسید. اولین استاندارد هم توسط امریکا تدوین شد. پس از گسترش استفاده در اروپا کشورهای آن منطقه هم استانداردهایی برای این مواد تهیه کردند.

استاندارد BS 4887 در سال ۱۹۷۳ با تیتر ملزومات روان کننده بتن انتشار پیدا کرد. این استاندارد در سال ۱۹۸۶ اصلاح و مواد حباب‌ساز را هم شامل شد.

برخی از استانداردهای رعایت شده ایران در ساخت و تولید و استفاده از افزودنی را در ادامه مشاهده می‌کنید:

1. کاهنده معمولی آب یا روان کننده: میزان کاهش آب نباید بیش از ۵% کل آب مخلوط کنترل باشد.

مقاومت فشاری بیش از ۱۱۰ درصد بتن شاهد و مقدار هوا تولیدی کم‌تر از ۲% مگر این‌که حد دیگری برای آن تعریف شده باشد.

2. کاهنده قوی آب یا فوق روان کننده: میزان کاهش آب نباید بیش از ۱۲% نمونه شاهد باشد.

مقاومت فشاری یک روزه بیش از ۱۴۰% مقاومت نمونه کنترل و مقدار هوا کم‌تر از ۲% مگر در موارد از پیش تعیین شده باشد.

3. تندگیر کننده: زمان گیرش در دمای ۲۰ درجه نباید از ۳۰ دقیقه کم‌تر باشد.

مقاومت فشاری ۲۸ روزه دارای افزودنی از ۹۰ روزه معمولی باید بیش‌تر باشد.

دسته بندی مواد افزودنی بتن در ASTM C494-62T به شرح زیر است:

تیپ A: افزودنی کاهنده آب

تیپ B: افزودنی کندگیر کننده

تیپ C: تندگیر کننده بتن

تیپ D: کاهنده آب کندگیر

تیپ E: کاهنده آب تندگیر

تیپF: افزودنی فوق روان کننده یا کاهنده قوی آب

تیپ G: فوق روان کننده کندگیر

تیپ S: افزودنی خاص بتن

علاوه بر استاندارهای ذکر شده انجمن بتن امریکا (ACI) و کتب مرجع هم به مسایل مربوط به افزودنی بتن می‌پردازد.

افزودنی بتن در نهایت سبب راحت شدن بتن ریزی می‌شود