بتن ها از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی در سازه ها هستند که با توجه به این موضوع، تاکید روی کیفیت و عملکرد و پایداری آن یکی از ضروری ترین موارد برای پیشرفت صنعت است. برای این که بتن ها عملکرد بهتری داشته باشند، در شرایط خاصی به آن افزودنی اضافه می کنند. افزودنی بتن در واقع ماده ای است که سبب بهینه سازی یک مخلوط بتنی می شود و با تغییر خصوصیات و خواص بتن سبب بهبود کیفیت آن خواهد شد. افزودنی های بتن معمولا قبل از مخلوط کردن یا در طول فرایند بتن سازی، به ترکیب اضافه می شوند. این افزودنی ها انواع مختلفی دارند که ما در این مطلب از افراز بتن سرمد قصد داریم شما را با آن آشنا کنیم.
انواع افزودنی های بتن
افزودنی های بتن انواع مختلفی دارند که هر یک از آن ها برای شرایط خاصی به کار می روند و ویژگی جدیدی را به بتن اضافه می کنند. افزودنی ها از لحاظ ترکیب و نوع عملکرد با هم متفاوت هستند و به دو دسته افزودنی های شیمیایی و افزودنی های معدنی تقسیم می شوند.
- انواع افزودنی معدنی
افزودنی های معدنی خود شامل خاکستر بادی، سرباره آهن، خاکستر پوسته برنج و دوده سیلیس می شوند. این مواد باعث می شوند تا مقاومت بتن افزایش یابد و در مخلوط هم صرفه جویی شود و نفوذپذیری سطح هم کاهش یابد.
- انواع افزودنی شیمیایی
اگر بخواهید بتنی بسازید که کارایی بالا داشته باشد و با دوام و پیشرفته هم باشد، می توانید در مخلوط آن از انواع افزودنی های شیمیایی استفاده کنید. این افزودنی ها باعث می شوند تا ویژگی های بتن مانند کارایی، مقاومت اولیه و نهایی بهبود یابند. افزودنی های شیمایی شامل مواد افزودنی کاهش دهنده آب، کندگیر کننده، آب بند، گازساز، تندگیر کننده، فوق روان کننده، ضد انبساط سنگدانه های قلیایی، کاهنده جمع شدگی بتن، چسباننده، بازدارنده خوردگی و غیره می شوند.
- افزودنی حباب ساز باعث می شود تا در بتن ها حباب های ریز غیر مرتبط ایجاد شود. در این صورت حباب می تواند پایایی بتن را در برابر رطوبت و یخ زدن ها و همچنین آب شدن های مکرر بهبود می بخشد.
- افزودنی کاهنده آب که شامل روان کننده ها و فوق روان کننده ها هستند، سبب کاهش مقدار آب اختلاط شده به ازای کارایی ثابت بتن و ملات خواهد شد.
- افزودنی های تسریع کننده باعث تسریع در کسب مقاومت بتن در زمان کمتر و کاهش زمان حفاظت موقت می شود.
- افزودنی کندگیر کننده گیرش بتن را به تاخیر می اندازند و اثر تسریع کنندگی گرمای هوا را جبران می کند. همچنین گیرش اولیه بتن را در شرایط مشکل و دشوار بتن ریزی به تاخیر می اندازد.
بهترین افزودنی های بتن
افزودنی‌های بتن نقش مهمی در بهبود خواص و عملکرد بتن ایفا می‌کنند و می‌توانند بسته به نوع و مصرف آن، تأثیرات متنوعی داشته باشند. در زیر به برخی از بهترین افزودنی‌های بتن که معمولاً در صنعت ساخت و ساز استفاده می‌شوند، اشاره می‌کنم:
پیگمنت‌های رنگی: برای تولید بتنهای رنگی و دکوراتیو، افزودن پیگمنت‌های مختلف مانند آهن اکسیدها، اکسید تیتانیوم و فرآورده‌های رنگی دیگر استفاده می‌شود. این افزودنی‌ها به بتن رنگ زنده و دائمی می‌دهند و می‌توانند در تزئینات داخلی و خارجی مورد استفاده قرار بگیرند.
افزودنی‌های تثبیت‌کننده هوا: این نوع افزودنی‌ها، مانند افزودنی‌های بر پایه آمین‌ها، به بتن کمک می‌کنند تا هوا به صورت یکنواخت درون آن پخش شود. این کار باعث کاهش پوریته بتن، افزایش مقاومت فشاری و بهبود پایداری بتن می‌شود.
افزودنی‌های پلاستیسایزر: این گروه شامل موادی است که به بتن افزوده می‌شوند تا خواص پلاستیکی و قابلیت کنترل انسداد خوردگی‌ها را افزایش دهند. این افزودنی‌ها بهبود خواص پخت بتن و مقاومت در برابر انسداد خوردگی‌ها را تضمین می‌کنند.
افزودنی‌های افزاینده مقاومت: برای افزایش مقاومت بتن در برابر فشار و کشش، افزودنی‌های مانند سیلیس فوم، پودر فیبر، میکروسیلیس و نانومواد معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این افزودنی‌ها با افزایش چسبندگی بین دانه‌های بتن، مقاومت مکانیکی بتن را افزایش می‌دهند.
افزودنی‌های خنک‌کننده: در شرایط آب و هوای گرم، افزودنی‌های خنک‌کننده مانند خاکستر ریزه‌سنگ، گچ و سایر مواد طبیعی که توانایی جذب حرارت را داشته باشند، به بتن اضافه می‌شوند تا دمای آن را کاهش دهند و از انجماد زودرس آن جلوگیری کنند.
افزودنی‌های مقاومت در برابر انسداد خوردگی: افزودنی‌هایی مانند فلوئوراید سدیم و اسید‌های آمینه، برای کاهش نفوذپذیری بتن و افزایش مقاومت آن در برابر انسداد خوردگی‌ها استفاده می‌شوند.
هر یک از این افزودنی‌ها برای استفاده در پروژه‌های خاص ممکن است نیازمند تست و تأیید از نظر توانایی‌های خاص خود باشند، بنابراین انتخاب بهترین افزودنی بستگی به نیازهای خاص پروژه، شرایط محیطی و توانایی‌های مالی متقاضی دارد.
مزایای استفاده از مواد افزودنی در بتن ها
استفاده از افزودنی های بتن مزایای زیادی دارد که در ادامه چند مورد از مهم ترین آن ها را به شما می گوییم:
- روند کسب مقاومت اولیه را سرعت می بخشد.
- واکنش های قلیایی سیمان با سنگدانه ها را کنترل می کند.
- زمان گیرش را طولانی تر می کند.
- کارایی بتن را بدون آن که نسبت آب به سیمان تغییر کند، افزایش می دهد.
- با اضافه شدن افزودنی به بتن، مقاومت در برابر یخ زدن و آب شدن مکرر بیشتر می شود.
- ویژگی های بتن تنظیم می شود و بهبود می یابد.
- هزینه های ساخت و ساز کاهش می یابد.
- به توسعه پایدار کمک زیادی می کند.
کاربرد افزودنی های بتن چیست؟
افزودنی های بتن کاربردهای زیادی دارند از جمله این که باعث می شوند تا حدود 5 الی 10 درصد از میزان آب مورد نیاز برای رسیدن به اسلامپ مورد نظر کاهش یابد. همچنین باعث می شود تا هوای گرم دیرتر روی بتن ها اثر بگذارد و بتن زودتر به مقاومت و پایداری برسد. علاوه بر همه این ها افزودنی بتن سبب می شود تا زمان مورد نیاز برای عمل آوری و گیرش بتن کاهش یابد و این کار با سرعت بیشتری انجام شود و خوردگی میلگردهای تقویتی هم با این روش به تاخیر می افتند. افزودنی های بتن باعث بهبود عمل آوری بتن شده و انقباض آن را کاهش می دهد و سبب کاهش واکنش قلیایی– سیلیس می شود. با اضافه کردن افزودنی ها به بتن، ظرفیت پمپاژ و اتصال بتن به میلگرد هم بهبود می یابد و اتصال بین بتن موجود با بتن جدید هم تقویت خواهد شد.
مواد افزودنی افزایش مقاومت بتن
الیاف پلیمری و شیشه‌ای
الیاف پلیمری به عنوان یکی از افزودنی‌های مؤثر در بهبود خواص مکانیکی بتن شناخته می‌شوند. این الیاف به دلیل ویژگی‌هایی نظیر انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر خوردگی، قادر به افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن هستند. همچنین، الیاف شیشه‌ای نیز با ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود مانند مقاومت بالا در برابر تغییرات دما و ضربه، موجب تقویت بیشتر بتن می‌شوند. ترکیب الیاف پلیمری و الیاف شیشه‌ای موجب توزیع یکنواخت بار در ساختار بتن شده و از بروز ترک جلوگیری می‌کند. این عمل موجب بهبود مقاومت بتن در برابر خمش، رطوبت و تغییرات حرارتی می‌گردد.
مواد ضد آب شکستگی
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این مواد افزودنی، کاهش نفوذپذیری است که مانع از ورود آب به ساختار بتن می‌شود. این ویژگی به افزایش مقاومت در برابر رطوبت و خورندگی ناشی از تماس با آب منجر می‌گردد. همچنین، با کاهش نفوذپذیری آب، احتمال تشکیل ترک و آسیب در ساختار بتن کاهش می‌یابد که این خود به طول عمر بیشتر سازه کمک شایانی می‌کند. در نهایت، بهبود کیفیت داخلی بتن و تقویت ساختار آن در برابر شرایط محیطی نیز از دیگر مزایای استفاده از این افزودنی‌ها به شمار می‌رود که به افزایش استحکام و پایداری سازه کمک خواهد کرد.
انواع مواد محکم کننده بتن
افزودنی‌های فیبری
استفاده از مواد افزودنی فیبری به شکل الیاف پلیمری، فلزی یا الیاف طبیعی مانند الیاف گیاهی و چوب در بتن، به میزان قابل توجهی باعث افزایش مقاومت می‌شود. این الیاف به سیمان متصل شده و یک ساختار مکانیکی یکپارچه در بتن ایجاد می‌کنند. با افزودن این الیاف به بتن، توزیع بارها بهبودیافته و در نتیجه، مقاومت بتن در برابر خمش و فشار افزایش می‌یابد و احتمال ترکیدگی و انتقال ترک‌ها در سطح بتن به حداقل می‌رسد.
مواد پوزولانی
مواد پوزولانی مانند خاکستر ولکانیک، سیلیکا فوم و شن و ماسه سیلیسی از منابع معدنی استخراج می‌شوند و با افزودن آنها به بتن، روند هیدراتاسیون سیمان به سرعت پیش می‌رود. این مواد باعث تشکیل ژل‌های میکروسیلیکا در بتن می‌شوند که موجب افزایش چسبندگی بین ذرات بتن و در نتیجه، بهبود چشمگیر مقاومت فشاری، خمشی و برشی بتن می‌گردند. همچنین، این مواد می‌توانند نفوذپذیری بتن را کاهش دهند و باعث افزایش مقاومت بتن در برابر آب، مواد شیمیایی و آلاینده‌ها شوند. استفاده از مواد افزودنی پوزولانی، بتن را برای شرایط سخت و محیط‌های خاص تقویت می‌کند.
فوق روان کننده بتن
روان‌کننده‌ها
روان‌کننده‌ها به عنوان عوامل حیاتی در بهبود خواص مکانیکی و مقاومت بتن به کار می‌روند. این مواد به کاهش محتوای آب و افزایش تراکم بتن کمک می‌کنند. با افزودن روان‌کننده‌ها، قابلیت توزیع آب در مخلوط بتن بهبودیافته و این امر منجر به افزایش مقاومت فشاری و کاهش مقاومت برشی می‌شود. به طور کلی، استفاده از این افزودنی‌ها موجب افزایش انعطاف‌پذیری و بهبود عملکرد نهایی بتن خواهد شد.
فوق روان‌کننده‌ها
این گروه از افزودنی‌ها به طور خاص برای تسهیل فرایند ریختن و پخش کردن بتن طراحی شده‌اند. افزودن فوق روان‌کننده‌ها ویسکوزیته بتن را افزایش داده و جریان آن را بهبود می‌بخشد که این امر موجب توزیع یکنواخت بتن در قالب‌ها حتی در مکان‌های صعب‌العبور می‌شود. این مواد نیز برای اصلاح تغییرات حجم بتن ناشی از نوسانات دما و رطوبت کارآمد هستند و بهبود قابل توجهی در مقاومت فشاری بتن ایجاد می‌کنند.
ابر روان‌کننده‌ها
استفاده از ابر روان‌کننده‌ها به عنوان یک روش موثر در افزایش کیفیت و مقاومت بتن شناخته می‌شود. این افزودنی‌ها معمولاً شامل پلاستیک‌ها، سوپر پلاستی‌سایزرها و سیلیکا فوم‌ها هستند که به سبب خصوصیات منحصربه‌فردشان، به بهبود انسجام و کاهش نیاز به آب کمک می‌کنند. به علاوه، این مواد می‌توانند مقاومت مکانیکی بتن را افزایش دهند و دوام آن را بهبود بخشند و بر کارایی و پایداری بتن تأثیر مثبتی بگذارند.
چسب بتن
چسب بتن اپوکسی و لاتکس به عنوان دو محصول شیمیایی متفاوت، نقشی حیاتی در بهبود کیفیت و دوام سازه‌های بتنی ایفا می‌کنند.
چسب بتن اپوکسی
چسب بتن اپوکسی که بر پایه رزین اپوکسی اصلاح شده تولید می‌شود، به واسطه خواص بی‌نظیر خود، مقاومت مکانیکی و قدرت چسبندگی بالایی را به ارمغان می‌آورد. این محصول نه تنها در پیونددادن بتن جدید به قدیم کارایی دارد، بلکه به عنوان یک آب‌بندکننده قوی نیز عمل می‌کند. از آنجایی که این چسب بدون حلال است، از نظر محیط زیستی نیز با مزیت‌هایی همراه است.
از دیگر ویژگی‌های چسب بتن اپوکسی می‌توان به چسبندگی فوق‌العاده به سطوح زیر کار، مقاومت در برابر کشش و فشار و امکان اجرا بر روی سطوح خشک اشاره کرد. کاربردهای این چسب شامل امکان عملیات مرمت و ترمیم سازه‌های بتنی، اتصال بتن به مقاطع فلزی و چسباندن ورق‌های FRP است.
چسب بتن لاتکس
در کنار چسب اپوکسی، چسب بتن لاتکس نیز به عنوان یک افزودنی موثر در ملات‌های ترمیمی شناخته می‌شود. این چسب با خصوصیات آب‌بندی و افزایش چسبندگی، مقاومتی بالا در برابر ضربه و تغییرات دما ایجاد می‌کند و به طور خاص برای نصب سرامیک و کاشی در مکان‌هایی که نیاز به کیفیت بالا و پایداری دارند، بسیار مناسب است.
چسب بتن لاتکس ویژه، با قابلیت‌های منحصربه‌فرد خود، در مکان‌هایی که به مقاومت در برابر آب و مواد شیمیایی نیاز است، مانند استخرها و کارخانه‌های لبنیات، کاربرد دارد. این چسب می‌تواند به بهبود خصوصیات ملات‌های سیمانی نیز کمک کند و به عنوان یک افزودنی جهت افزایش انعطاف چسب‌های پودری عمل کند.
