افزودنی های شیمیایی بتن
افزودنی‌های شیمیایی در بتن می‌توانند به طیف گسترده‌ای از ویژگی‌ها و عملکردهای بتن کمک کنند. در ساخت مخازن و استخرهای بتنی، استفاده از این افزودنی‌ها می‌تواند بهبودی چشمگیر در کیفیت و عمر مفید این سازه‌ها به همراه داشته باشد. این افزودنی‌ها شامل:
- افزودنی‌های افزایش دوام (Retarders): این افزودنی‌ها با کنترل زمان تنش بتن و افزایش دوام آن، باعث افزایش مقاومت بتن در برابر فشار، خمش و سایش می‌شوند.
- افزودنی‌های پیشرفته ضد آب (Waterproofing Admixtures): این افزودنی‌ها مانع نفوذ آب به داخل بتن می‌شوند و به تدریج عایقی موثری برای بتن فراهم می‌کنند.
- افزودنی‌های افزایش مقاومت چسبندگی (Bonding Agents): این افزودنی‌ها می‌توانند چسبندگی بتن به سطوح مختلف را افزایش دهند و از جدایی و جداسازی بتن پیشگیری کنند.
- افزودنی‌های افزایش مقاومت در برابر منفجر شدن (Explosion-Proofing Admixtures): این افزودنی‌ها با افزایش مقاومت بتن در برابر فشارهای ناشی از انفجارها، ایمنی سازه را ارتقا می‌دهند.
- افزودنی‌های مقاومت در برابر حرارت و آتش (Fireproofing Admixtures): این افزودنی‌ها می‌توانند مقاومت بتن در برابر حرارت و آتش را افزایش داده و از آسیب‌های ناشی از آتش‌سوزی جلوگیری کنند.
- افزودنی‌های کاهش انقباض (Shrinkage Reducing Admixtures): این افزودنی‌ها می‌توانند انقباض بتن را کاهش داده و از تشکیل ترک‌های ناشی از انقباض جلوگیری کنند.
با استفاده از این افزودنی‌ها به طور هوشمندانه و با توجه به شرایط و نیازهای خاص ساخت، می‌توان کیفیت و عمر مفید سازه‌های بتنی را بهبود بخشید و از احتمال وقوع مشکلات مرتبط با آب، حرارت، فشار و سایر عوامل محافظت نمود.
اندرکنش بتن و افزودني‌هاي شيميايي
افزودنی‌های شیمیایی با بتن در حالت هیدراته شدن سیمان تعامل نشان می‌دهند و بر اساس عملکرد خود به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- افزودنی‌های با عملکرد فیزیکی: این افزودنی‌ها تأثیر مستقیمی در فرآیند هیدراتاسیون سیمان ندارند، اما ممکن است بر جریان و سرعت آن تأثیر بگذارند. عموماً این افزودنی‌ها قبل از گیرش اولیه بتن تأثیر خود را نشان می‌دهند و پس از گیرش، در بتن سفت و سخت شده تأثیر آنها ادامه نمی‌یابد. افزودنی‌های کنترل کننده آب، هوا، گاز، کف زاها، هوازداها، ضد آب شستگی، آسان‌کننده‌های پمپاژ، رنگ بخش‌ها و پیوندزاها به این دسته از افزودنی‌ها تعلق دارند.
- افزودنی‌های با عملکرد شیمیایی: این افزودنی‌ها قبل از گیرش بتن تأثیر می‌گذارند یا رفتار بتن سخت شده را تغییر می‌دهند. عملکرد این افزودنی‌ها ممکن است در مراحل سخت شدن بتن ادامه یابد. مثال‌هایی از این دسته شامل افزودنی‌های با اثر کندگیری، تسریع‌دهنده‌ها، شتاب‌دهنده‌ها، منبسط‌دهنده‌ها، کنترل‌کننده‌های واکنش هیدراتاسیون و غیره می‌باشند.
- افزودنی‌های با عملکرد فیزیکی-شیمیایی: این افزودنی‌ها در فرآیند هیدراتاسیون سیمان دخالت نمی‌کنند، اما با وارد کردن مواد شیمیایی به بتن، برخی از واکنش‌ها یا رفتارهای شیمیایی بتن سخت شده را در آینده کنترل می‌کنند. مثال‌هایی از این دسته شامل بازدارنده‌های خوردگی، کاهنده‌های انبساط واکنش قلیایی سیلیسی، نم‌بندها، کاهنده‌های تراوایی، قارچ‌کش‌ها، میکروب‌کش‌ها و حشره‌کش‌ها می‌باشند.
دسته‌بندي‌افزودني‌هاي شيميايي
دسته‌بندی افزودنی‌های شیمیایی بر اساس تأثیر و کارکرد اصلی آنها به هفت دسته کلی عبارتند از:
دسته ۱ – کاهنده‌های آب: افزودنی‌های کاهنده برای افزایش روانی بتن در مقدار آب معین، یا کاهش مقدار آب مصرفی با حفظ روانی، یا همین دو کاربرد به کار می‌روند. این دسته شامل روان‌کننده‌ها، فوق روان‌کننده‌ها، و فراروان‌کننده‌ها می‌شود.
دسته ۲ – هوازا: این افزودنی‌ها در حین اختلاط، ساختار همگنی از ریزحباب‌های ناپیوسته در بتن یا سیمان پدید می‌آورند و باعث بهبود کارایی و افزایش پایداری در برابر چرخه‌های یخ‌زدن و آب‌شدن می‌شوند.
دسته ۳ – کُندگیرکننده‌ها: کُندگیرکننده‌ها با کُند کردن روند آبگیری سیمان، باعث تأخیر در گیرش بتن می‌شوند. این دسته شامل دیرگیرکننده‌ها و ناگیرکننده‌ها می‌شود.
دسته ۴ – شتاب‌دهنده‌ها (تسریع‌دهنده‌ها): شتاب‌دهنده‌ها با تند کردن روند آبگیری سیمان، منجر به سرعت‌بخشی در آبگیری و سریع‌شدن فرآیند سخت شدن بتن می‌شوند. این دسته شامل زودگیرکننده‌ها، آنی‌گیرها، و زودسخت‌کننده‌ها است.
دسته ۵ – منبسط‌کننده‌ها: منبسط‌کننده‌ها برای افزایش حجم بتن تازه، جبران جمع‌شدگی بتن سخت شده یا ایجاد انبساط کنترل شده در بتن سخت شده به کار می‌روند. این دسته شامل جبران‌کننده‌های جمع‌شدگی، گازسازها و کف‌زاها می‌شود.
دسته ۶ – پایاگرها (دوام‌بخش‌ها): پایاگرها با کاهش نفوذ عوامل زیان‌آور به داخل، محافظت از میلگردها یا کنترل واکنش‌های زیانبار، پایداری بتن سخت‌شده را بهبود می‌بخشند. این دسته شامل کاهنده‌های تراوایی، نم‌بندها، بازدارنده‌های خوردگی و کاهنده‌های انبساط واکنش قلیایی سیلیسی می‌شود.
دسته ۷ – افزودنی‌های خاص: افزودنی‌های خاص، دسته‌ای از افزودنی‌های شیمیایی با کاربرد ویژه و محدود هستند. این دسته شامل ضدیخ‌ها، رنگ‌بخش‌ها، هوازداها، آسان‌کننده‌های پمپاژ، ضد آب‌شستگی‌ها، کنترل کننده‌های واکنش آبگیری، پیوندزاها (لاتکس)، و قوام‌بخش‌ها می‌شود.
کارکرد افزودني‌هاي شيميايي
هر ماده افزودنی با کارکرد اصلی خود تعریف و دسته‌بندی می‌شود. کارکرد اصلی یک ماده افزودنی عمده‌ترین اثر مورد انتظاری است که بر بتن دارد و نشان‌دهنده عملکرد شاخص آن افزودنی است. کارکرد فرعی، اثر یا اثراتی است که ماده افزودنی در مقیاس کوچک‌تر از کارکرد اصلی بر بتن می‌گذارد. برخی از افزودنی‌ها ممکن است چند منظوره باشند و بر چند خاصیت بتن تازه یا سخت‌شده تاثیر بگذارند. به عنوان مثال، کاهنده‌های آب کُندگیر علاوه بر کاهش مقدار آب، موجب کُندگیری بتن نیز می‌شوند.
نکته ۱-۱: برخی از افزودنی‌ها ممکن است دارای اثرات جانبی باشند. به طور مثال، کارکرد اصلی افزودنی‌های کاهنده آب، کاهش آب بتن است، اما ممکن است اثرات جانبی مانند کندگیری یا هوازایی نیز داشته باشند. اثر جانبی تاثیر ناخواسته و در موارد حتی نامطلوبی است که افزودنی بر ویژگی‌های بتن دارد و باید به خاطر داشت که با کارکرد فرعی تفاوت دارد.
نکته ۱-۲: گسترش روزافزون افزودنی‌ها و کاربردهای موثر آنها ممکن است به پدید آمدن افزودنی‌های جدیدی منجر شود که در این دسته‌بندی هفت‌گانه جای نگیرند. در چنین مواردی، نقش آیین‌نامه‌ها، دستورالعمل‌ها و مشخصات فنی خاص که از طرف تولیدکنندگان یا مجامع علمی معتبر بین‌المللی صادر می‌شوند، جایگاه ویژه‌ای برای ارزیابی و پذیرش این افزودنی‌ها به خود اختصاص می‌دهند و معیاری برای سنجش این نوع مواد به شمار می‌آیند.
بدون دیدگاه