مواد افزودنی بتن Admixtures

مواد افزودنی بتن Admixtures

ماده افزودنی یا (Admixtures) ماده‌ای است به غیر از سیمان پرتلند، سنگدانه، و آب، که به صورت گرد یا مایع، به عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به آن افزوده می‌شود. مواد افزودنی به دو گروه مواد افزودنی‌های شیمیایی و مواد افزودنی‌های معدنی تقسیم می‌شوند.

انواع معمول مواد افزودنی بتن به شرح زیر است.

شتاب‌دهنده سرعت هیدراتاسیون بتن (سخت شدن).
کاهش دهنده سرعت گیرش بتن.
افزودنی‌های حباب زا باعث ایجاد حباب‌های با هندسه کروی و بسیار ریز درون بتن می‌شوند. افزودنی‌های حباب زا عمداً برای ایجاد و تثبیت حباب‌های میکروسکوپی هوا در بتن استفاده می‌شود.
روان‌ساز بتن که به منظور کاهش دهنده مقدار آب بتن استفاده می‌گردد.
مواد افزودنی که شامل رنگدانه‌ها که می‌تواند برای تغییر رنگ بتن و زیبایی استفاده گردد.

روان کننده ها

روان کننده ها برای ساخت بتن های پر مقاومت مورد استفاده قرار می گیرند که در این حالت نیاز ی به بالا بردن عیارسیمان نخواهد بود. بتن هایی پرمقاومتی که عیار سیمان بالایی دارند مشکلاتی مانند افزایش دما و ترک های shrinkage را در پیشخواهند داشت. در حالی که روان کننده ها مانع بروز چنینی مشکلاتی می شوند.

انواع روان کننده:

۱-روان کننده نرمال
۲-فوق روان کننده
۳-ابر روان کننده

 

درصد بهینه روان کننده در بتن

تعیین نقطه اشباع روان کننده در بتن

 علیرضا خویه   

تعیین نقطه_اشباع روان_کننده

برای یک نسبت آب بـه سـیمان مشـخص، مقـدار درصـد فـوق_روان_کننده بر حسب وزن سیمان که استفاده بیشـتر از آن تـأثیر قابل ملاحظهای در رئولوژی خمیر ندارد، نقطه_اشباع فوق روان کننده نام دارد. وقتی کـه نمـودار نسـبت مقاومـت_جریـان برای خمیر روان بر حسب درصد فوق روان کننده رسـم شـود، یک منحنی با شیبهای متمایز به دست می اید. محـل تلاقـی دو خط با شیبهای کاملا متمایز نقطه_اشباع فـوق روان کننـده نـام دارد. مقـدار فـوق_روان_کننـده در ایـن نقطـه بـه عنوان میزان درصد اشباع فـوق روان کننـده مربـوط بـه سـیمان خاص و نسبت آب_به_سیمان مشخص جهت حداکثر بهـره وری از فوق روان کننده مـورد آزمـایش قابـل اسـتفاده خواهـد بـود. ضمن اینکه از این نمودار می توان به سـازگاری_سـیمان و فـوق_روان_کننده نیز پی برد.

<br /> روان کننده ها

روان کننده ها برای ساخت بتن های پر مقاومت مورد استفاده قرار می گیرند که در این حالت نیاز ی به بالا بردن عیار سیمان نخواهد بود. بتن هایی پرمقاومتی که عیار سیمان بالایی دارند مشکلاتی مانند افزایش دما و ترک های shrinkage را در پیشخواهند داشت. در حالی که روان کننده ها مانع بروز چنینی مشکلاتی می شوند.
انواع روان کننده:
1-روان کننده نرمال
2-فوق روان کننده
3-ابر روان کننده
 

• زمانی که روان کننده ها توسط ذرات سیمان جذب می شوند، بار منفی زیادی را در سطح آنها ایجاد کرده که موجب کاهش نیروی کشش سطحی آب مجاور ذرات شده و نهایتا روانی بتن یا ملات را افزایش می دهند.
• در کشورهایی مانند ژاپن و کانادا 100% سازه های بتنی شامل روان کننده ها می باشند، این رقم در آمریکا حدود 50% می باشد در حالی که در کشور عزیزمان ایران رقمی به مراتب کمتر تخمین زده می شود که نیازمند توجه بیشنر در این زمینه می باشد.

مکانیزم روان کننده ها
۱- کاهش کشش بین سطحی
۲- جذب چند لایه ای مولکول های آلی
۳- افزایش پتانسیل الکتروسینماتیکی
۴- ایجاد لایه ای از مولکول های آب احاطه کننده ذرات

• برای اینکه بتن کیفیت یکنواختی در کل حجم خود داشته باشد می بایست نسبت اب به سیمان آن مقداری ثابت باشد. این نسبت ثابت می تواند با افزایش دمای محیط، دچار تغییر شود. زمانی که دما افزایش می یابد مقدار آب بیشتری برای داشتن همان کارایی نیاز است. افزایش نسبت آب به سمان موجب بروز مشکلاتی مانند ترک و ... خواهد شد لذا برای ثابت نگه داشتن این مقدار(برای عدم رخ دادن تغیرات در کارایی) می توان از روان کننده ها استفاده کرد.
• روان کننده نرمال روان کننده ای است که دمای هیدراتاسیون سیمان را به طور محسوسی تغییر ندهد. بنابراین دمای هیدراتاسیون سیمان معیار دسته بندی روان کننده ها می باشد.
• روان کننده هایی که بنیان لیگنوسولفانات داشته باشند به عنوان روان کننده های نرمال شناخته می شوند.
• برای بتن هایی که مقدارسیمان، درصد هوا و اسلامپ یکسانی دارند، مقاومت فشاری 28 روزه بتن حاوی روان کننده ها حدود 10 الی 25 درصد از نمونه بتن کنترلی بیشتر است.
• روان کننده ها می توانند میزان افت اسلامپ را کاهش دهند. میزان این افت به ساختار شیمیایی خود روان کننده بستگی دارد.
• مقدار روان کننده ها ی دیرگیر می بایست توسط کارخانه تولید کننده محصول تعیین و مورد استفاده قرار گیرد، مگر اینکه شرایط خاصی پیش آید که مشاوره مهندسین متخصص را نیاز خواهد داشت. استفاده بیش از اندازه از این مقدار تبعاتی مانند افزایش مدت عمل آوری بتن را به همراه خواهد داشت.
• مخلوط های حاوی روان کننده ها دارای پیوستگی بیشتری نسبت به مخلوط های هستند که فاقد این گونه مواد افزودنی می باشند.
• در حال حاضر هیچ گونه مدارکی برای اثبات اینکه روان کننده ها موجب خوردگی آرماتورها و یا دارای اثرات نامطلوب روی ویژگی های بلند مدت بتن مانند دوام باشند، وجود ندارد.
  زمانی که روان کننده ها را به مخلوط اضافه می کنیم دوام بتن از طریق کاهش نفوذپذیری و افزایش تراکم جسم بتن( افزایش توپری) افزایش می یابد.
  از اواسط سال 1930 لیگنوسولفانات ها به عنوان روان کننده و یک ماده افزودنی تجاری مورد استفاده قرار گرفته اند و هیچ گونه گزارشی مبنی بر اثرات مخرب آن روی دوام بتن ارائه نشده است.

 
طرح اختلاط زیر را در نظر بگیرید:
سیمان 5800گرم
آب 2700گرم
شن بادامی 5000گرم
شن نخودی 8000گرم
ماسه 14600گرم
این طرح اسلامپی برابر با 5 سانتی متر دارد.
با افزودن 20 گرم کربوکسیلات به این مخلوط اسلامپ به عدد 20 سانتی متر ارتقا می یابد!

• در بازار کار به روان کننده هایی که بنیان کربوکسیلاتی دارند ابر روان کننده می گویند.
• هنگام استفاده از روان کننده های دیرگیرکننده ممکن است بتن را چند ساعت پس از اجرا کردن ویبره کرد، زیرا هنوز به اندازه کافی شکل پذیری دارد. در این حالت مقدار هوای محبوس شده و تعداد درزهای سرد نهایی کاهش خواهد یافت.
• مزیت استفاده از روان کننده ها تولید بتن های با کارایی بالا برای شکل پذیری(قالب گیری) آسان و همچنین بتن های پرمقاومت با کارایی نرمال که مقدار آب آنها (در اثر استفاده از روان کننده ها) کاهش یافته است، می باشد.
• کاهنده آب می تواند به عنوان ماده ی افزودنی تعریف شود که برای بتنی با کارایی مد نظر، مقدار آب را کاهش دهد. این عمل مشخصات بتن سخت شده را بهبود می بخشد بویژه آنکه مقاومت فشاری بتن را افزایش می دهد. مقدار آبی که توسط کاهنده آب کاهش می یابد بر اساس آیین نامه ها می بایست حداقل 5% باشد. اما اگر هنگام استفاده از کاهنده های آب مقدار آب مصرفی را کاهش ندهیم کاهنده ها نقش روان کنندگی را خواهند داشت.
• فوق روان کننده ها در سال 1984 به صنعت بتن معرفی شدند. این افزودنی ها با کاهش مقدار آب مخلوط به میزان 6 تا12 درصد توانایی ارائه اسلامپ 125 تا 200 میلی متر، بدون بروز مشکلات سنتی کندگیری که در اثر استفاده بیش از اندازه از روان کننده ها بوجود می آمد را داشتند. بعضی از این افزودنی ها می توانستد حباب های هوای عمدی را وارد بتن کنند که در بتن هایی که اسلامپ بسیار پایینی داشتند مورد استفاده قرار می گرفتند.

نحوه اختلاط روان کننده ها:
می توان در زمان ساخت بتن در بچینگ و یا در بتن تراک میکسر اضافه کرد.

• بیشترین کارایی روان کننده ها زمانی اتفاق می افتد که پس اختلاط کامل اجزای بتن یعنی سنگدانه، سیمان و آب به مخلوط اضافه شود.
• مهمترین ویژگی افزودنی های فوق روان کننده، توانایی این افزودنی ها در پراکنده کردن ذرات سیمان می باشد. مشاهدات انجام شده توسط میکروسکپ الکترونیکی نشان می دهد که در سوسپانسیون آب و سیمان، کلوخه های بزرگ از ذرات سیمان تشکیل می شود. با اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده این کلوخه ها از هم باز شده و ذرات سیمان پخش می گردند که این امر موجب آسان تر شدن حرکت نسبی آنها (ذرات سیمان) و افزایش روانی مخلوط می شود.
• ابرروان کننده ها جدیدترین نسل روان کننده ها می باشند که بنیان پلی کربوکسیلات اتر دارند. یکی از ویژگی های این مواد این است که با توجه به خاصیت پخش کنندگی بسیار زیاد آنها تاثیر آن بر احتمال جداشدگی و آب انداختگی در مخلوط های بتن با دانه بندی نامناسب به مراتب بیشتر از سایر روان کننده ها است. لذا روان کننده ها را می بایست متناسب با مشخصات طرح اختلاط انتخاب کرد.
• ابرروان کننده ها (که بنیان پلی کربوکسیلاتی دارند) نسبت به فوق روان کننده ها ( پلی نفتالن) از توان حفظ روانی ( اسلامپ ) بیشتری برخوردارند. بنابراین برای دارا بودن خاصیت حفظ اسلامپ پلی کربوکسیلات ها بهترین گزینه هستند. شایان ذکر است که با تغییر ساختار این مواد می توان توان حفظ اسلامپ در آنها را افزایش داد.

<br /> میزان روان کننده در بتن خودتراکم

مشکلات به وجود آمده در بتن های خودتراکم به دلیل مصرف بیش از حد فوق روان کننده های پلی کربوکسیلاتی polycarboxylate superplasticizer:
✔️تاخیر در زمان گیرش بتن
✔️کاهش شدید وزن مخصوص بتن به دلیل به وجود آمدن حباب های بسیار زیاد و بزرگ هوا
حباب های هوای به وجود آمده به دلیل کاستن از تراکم(کاستن از وزن مخصوص) بتن باعث کاهش مقاومت و دوام بتن میگردند.

سطح خارجی نمونه بتن که در آن بیش از مقدار مجاز فوق روان کننده پلی کربوکسیلاتی استفاده شده است.
 
هنگام کاربرد فوق روان کننده های پلی کربوکسیلاتی به موارد زیر دقت شود:
قدرت کاهندگی آب و افزایش اسلامپ
دوز مصرف صحیح این فوق روان کننده ها
 
منبع:@advancedConcreteTechnology

<br /> خدمات مرکز تخصصی توسعه بتن ایران

مشاوره جهت بهینه سازی در تولید بتن و کاهش هزینه های تولید به همراه حفظ کیفیت
کارآیی و مقاومت مشاوره، اجرا و راه اندازی خطوط تولید روان کننده، فوم بتن
مواد حباب هوا ساز راه اندازی واحد تولید کننده بتن خودتراکم، غلتکی و بتن های با مقاومت بالا مشاوره
ساخت و راه اندزی خط تولید سمنت پلاست
راه اندازی خط تولید انواع بلوک های سبک و سنگین
اجرا و نظارت دقیق بر بتن ریزی و عمل آوری صحیح سازه های بتنی حساس
طراحی و ساخت سازه های بتنی،  سازه های بتن پیش تنیده
ارزیابی و مقاوم سازی سازه های بتنی موجود
برگزاری کلاس ها، دوره های آموزشی و سمینارهای تخصصی مرتبط با بتن آماده
مشاوره جهت بازاریابی، برندسازی و تبلیغات کارخانه های بتن آماده و اصلاح سیستم فروش
مشاوره و ارائه انواع افزودنی های بتن پروژه های بزرگ ملی
ارائه خدمات مشاوره و طرح اختلاط بتن های با دوام و خاص
ارائه تخصصی خدمات مشاوره و اجرای انواع کف پوش های صنعتی رزینی و پایه سیمانی در سراسر کشور
ارائه خدمات ترمیم ، آب بندی و مقاوم سازی سازه های بتن در سراسر کشور
 
[caption id="attachment_2511" align="alignnone" width="827"] مرکز توسعه ی بتن ایران
ساخت بتن پر مقاومت ، کارخانه بتن، بتن آماده ، طرح اختلاط بتن، افزودنی های بتن[/caption]