افزودنی های بتن

مطابق با استاندارد ASTM C125 ماده افزودنی بتن، ماده‌ای غیر از آب، سنگدانه، سیمان و الیاف تقویتی است که هنگام بچینگ و یا پای کار به بتن اضافه می شود.  خواص فوق روان کننده بتن‌ به گونه ایست که باعث کاهش هزینه های ساخت، اصلاح خصوصیات بتن سخت شده، افزایش کیفیت و ودوام بتن ، سهولت در حمل و نقل و بتن‌ریزی می‌شود. به فوق روان کننده‌ها، کاهنده‌های قوی آب نیز گفته می‌شود، زیرا در مقایسه با مواد افزودنی کاهنده آب/ روان کننده ، قادر به کاهش آب بیشتری در مخلوط بتنی می‌شود. فوق روان کننده‌ها در دهه 1970 توسعه پیدا کردند و همین خواص فوق روان کننده ها باعث استفاده گسترده‌ای در صنعت ساختمان سازی شدند. به طور کلی کاهش آب در بتن در نسبت آب به سیمان ثابت باعث بهبود خواص مکانیکی بتن می‌گردد و همین خواص فوق روان کننده ها در بتن باعث افزایش مقاومت‌های فشاری نسبت به بتن‌های بدون افزودنی نیز می‌شود که این موضوع اهمیت خاصی در صنعت بتن دارد. یکی از محصولاتی که در صنایع شیمی ساختمان آبادگران به عنوان فوق روان کننده و کاهنده قوی آب استفاده می‌شود، محصول POWERPLAST-RM است که یکی از خواص آن، کاهندگی آب به مقدار بیشتر از %20 می باشد.

خواص فوق روان کننده ‌ها به خاطر تنوع ترکیبات شیمیایی موجود در آنها، با هم متفاوت است و در اکثر موارد عملکردهای متعددی در بتن دارند. هرچقدر میزان مصرف فوق روان کننده بتن بیشتر باشد، مقدار آب ، کمتر و یا روانی بتن بیشتر می شود. اما میزان مصرف فوق روان کننده‌ بتن مقدار مشخصی دارد که استاندارد INSO 2930-2 حداکثر 5 درصد وزن سیمان را مجاز دانسته است. این موضوع به این دلیل است که با افزایش میزان مصرف فوق روان کننده بتن ،کارایی افزایش یافته تا به حد اشباع برسد. فراتر از این مقدار اشباع، افزایش بیشتر میزان مصرف فوق روان کننده بتن، تاثیر کمی بر جریان دارد و باعث جداشدگی، آب انداختگی و تاخیر در زمان گیرش می‌شود.

مواد فوق روان کننده از جمله افزودنی‌هایی هستند که به منظور بهبود مقاومت در ترکیباتی نظیر دوغاب سیمان، ملات و بتن استفاده می‌شوند. این مواد عموما پلیمرهایی هستند که می‌توانند علاوه بر نقش روان‌کنندگی در بتن به عنوان مواد دیسپرسنت عمل کنند که در این صورت باعث جدایش ذرات شن و ماسه نیز می‌شوند ، بنابراین میزان مصرف فوق روان‌کننده نباید بیش از محدوده پذیرش استاندارد باشد چرا که می‌تواند منجر به جدایی ذرات شود.

درصنایع ساختمان‌سازی غالبا مواد فوق روان‌کننده رایج پلیمری شامل مشتقات پلی آمین سولفونات و لیگنین سولفونات هستند که عمدتا مشکلاتی از قبیل اثر گذاری ضعیف در حفظ روانی بتن دارند. در شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران ترکیبات فوق روان‌کننده نسبت به سایر فوق روان کننده از اثر پخش ذرات سیمان و حفظ کارایی بالاتری برخوردار هستند و این امر میزان آب مورد نیاز برای ترکیبات سیمانی را بدون تاثیر منفی بر کارایی مخلوط کاهش می‌دهد.   مواد روان کننده رایج منجر به کاهش 10 تا 15 درصدی مصرف آب در تولید بتن می‌شوند، در حالی‌که با کمترین میزان مصرف فوق روان‌کننده بتن این مقدار به 30 درصد کاهش می‌یابد.  مکانیسم اثر مواد فوق روان‌کننده بر پایه جذب و پخش ذرات سیمان در سیستم‌های آب-سیمان است. از جمله مهم‌ترین خواص فوق روان‌کننده افزایش چشمگیر اسلامپ اولیه بتن می‌باشد، هرچند این اثر معمولا موقتی است و بیش از 30 تا 60 دقیقه باقی نمی‌ماند. روش‌‌‌های متعددی جهت کنترل مقدار اسلامپ شامل افزایش میزان مصرف فوق روان‌کننده،  افزودن دوز مصرفی مشخصی از فوق روان‌کننده‌ در بازه‌های زمانی متعدد یا استفاده از برخی مواد دیرگیر در فرمولاسیون وجود دارد.

اهمیت تغییر پذیری جرم مولکولی و سازگاری پلیمرهای فوق روان‌کننده در شرایط مختلف در کشور ایران بسیار اهمیت دارد، زیرا مواد معدنی تشکیل دهنده سیمان در مناطق مختلف کشور به جهت وسعت خاک ایران متفاوت هستند. همچنین اختلاف دما در مناطق مختلف کشور در فصول سرد و گرم حدود 25درجه سانتیگراد می‌باشد که میزان کارپذیری بتن را دستخوش تغییرات می‌کند، به همین جهت مدت زمان کارپذیری بتن تحت تاثیر دما از جمله پارامترهای موثر دیگری است که میزان مصرف فوق روان‌کننده بتن را تحت تاثیر قرار می‌دهد و همواره باید مورد توجه قرار بگیرد. از جمله فاکتورهایی که میزان کاهش زمان حفظ کارپذیری را مشخص می‌کنند شامل اسلامپ اولیه، نوع و میزان مصرف فوق روان‌کننده بتن، نوع و مقدار سیمان، زمان اضافه شده فوق روان کننده، رطوبت، دما، روش اختلاط و حضور یا عدم حضور سایر افزودنی‌ها هستند.  میزان مصرف فوق روان‌کننده بتن در مقادیر کمی نسبت به درصد وزنی  سیمان است و غالبا بین 0.5 تا 3 درصد وزنی سیمان بسته به سایر مواد افزودنی متغیر است.  بررسی میزان تاثیرخواص فوق روان‌کننده بر روی ذرات سیمان بوسیله بررسی رفتار جریان ماده فوق روان کننده در یک فانل استاندارد  ( قیف) (marsh flow cone) و بر اساس استاندارد  ISIRI 2930 اندازه گرفته می‌شود.

روان کننده بتن که با نام کاهش دهنده آب بتن شناخته می‌شود و عمده اثر این افزودنی افزایش روانی و اسلامپ در مقدار ثابت آب و یا کاهش آب در مقدار روانی ثابت بتن است و یا هر دو اثر را به طور همزمان ایجاد می‌کند. افزودن روان کننده به بتن یکی از بهترین روش‌های بالا بردن کارایی و روانی بتن محسوب می‌شود به نحوی که بدون نیاز به افزایش نسبت آب به سیمان می‌توان در مصرف سیمان صرفه جویی نموده و عمل تراکم و اختلاط بتن را به سهولت اجرا کرد . نسبت آب به سیمان یکی از مهمترین عوامل موثر بر بهبود خواص مکانیکی بتن است. کاهش این نسبت باعث بهبود ویژگی‌های مکانیکی و افزایش مقاومت بتن و پایایی آن در برابر نفوذ آب می‌شود که با استفاده از روان کننده بتن، با حفظ نسبت آب به سیمان کارایی بتن، بالا برده می‌شود.

استفاده از افزودنی روان کننده در طرح اختلاط بتن موجب کاهش مقدار آب بتن در اسلامپ ثابت می‌گردد. کاهش مقدار آب اختلاط از آن جهت مطلوب است که موجب افزایش مقاومت بتن یا کاهش جمع شدگی و عیار سیمان می‌گردد. این مقدار کاهش آب اختلاط به عوامل مختلفی مانند نوع افزودنی بتن مورد استفاده، نحوه اضافه کردن افزودنی، میزان اسلامپ و نسبت آب به سیمان، نوع سیمان، عیار سیمان، نوع سنگدانه‌ها، نوع و میزان استفاده از افزونه‌ها مانند روباره و خاکستر بادی و نیز مقدار هوا بستگی دارد.

مقدار روان کننده مورد نیاز برای افزایش عدد اسلامپ بتن، ارتباط مستقیم با درجه گرانروی آن دارد. طبعا برای هر بتنی که عدد اسلامپ اندکی دارد باید درصد روان کننده بالاتری را به کار ببریم. البته درصد گرانروی بتن نیز ارتباط مستقیم با میزان مصرف سیمان در بتن دارد.طریقه استفاده از روان کننده بدین صورت است که در مقداری از آب اختلاط بتن مخلوط شده و در هنگام اختلاط نهایی و قبل از ریختن و یا پمپ کردن به مخلوط بتن اضافه شود. نتایج تجربی نشان داده است اگر روان کننده بتن در آب اختلاط مخلوط شده و به بتن اضافه شود تاثیر بیشتری بر روانی درد چرا که موجب توزیع همگن‌تر می‌شود.

از مضرات روان کننده بتن، افزودن مقدار زیاد روان کننده بتن که باعث تفکیک و از هم گسیختگی بیش از حد بتن خواهد شد لذا با این تفسیر استفاده بیش از حد روان‌کننده بتن توصیه نمی‌شود. بسته به ماده شیمیایی خاصی که مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از روان کننده بیش از حد مجاز ممکن است منجر به تأخیر در اثر آن در بتن شود.میزان مصرف ماده افزودنی بتن بر حسب درصد وزن سیمان(حداکثر 5 درصد وزن سیمان) بیان شده توسط تولید کننده که الزامات استاندارد 2-2930 را برآورده سازد. جهت دریافت قیمت افزودنی های روان کننده با نمایندگی‌های صنایع شیمی ساختمان آبادگران در مراکز استان‌ها تماس حاصل فرمایید.

ژل میکروسیلیس نوعی از افزودنی‌های بتن توسعه یافته و محصولی شامل فوق روان کننده بتن و پودر میکروسیلیس و افزودنی‌های بتن پلیمری دفع کننده آب است که با اسم ژل میکروسیلیس الیاف دار هم شناخته می­شود ، به این صورت که با درجه­ی بالایی از قدرت باعث افزایش نسبی مقاومت فشاری، خمشی و کششی، دوام و طول عمر بیشتر ، نفوذ ناپذیری قابل توجه نسبت به بتن معمولی و اسلامپ بالاتر در جهت تهیه و تولید بتن‌هایی نفوذ ناپذیر،کاربردی مطلوب و فراوان دارد.

ژل میکروسیلیس درحین فرآیند اختلاط فضا­های خالی و خلل و فرج‌های موجود را پوشش داده و موجب کاهش نفوذ پذیری بتن به میزان چشم گیری می­شود. ژل میکروسیلیس در واقع جایگزین مطلوبی برای انواع متعددی از افزودنی‌های بتن، از جمله انواع روان کننده‌ها، فوق روان کننده‌ها و آب بند کننده‌ها و … می‌باشد. ژل میکروسیلیس در واکنش نهایی با جذب آهک آزاد و تبدیل آن به سیلیکات کلسیم با بازده ای موثر سبب بهبود ویژگی‌های بتن شما می‌شود.ماده میکروســیلیس ژل شــده با از بین بردن خطرات زیســت محیطی ناشی از استفاده از دوده‌های سیلیســی (به صورت پودری) و نیز به دلیل پخش یکنواخت‌تر در بتن، باعث بهبود خواص بتن سخت شده می­گردد.

با وجود افزودنی‌های روان کننده، فوق روان کننده، کاهنده و فوق کاهنده آب و همچنین ژل‌های میکروسیلیس برای بتن، گاهی هدف تنها ایجاد خاصیت روانی و یا کاهندگی آب نبوده و نیاز به دیگر افزودنی‌ها مانند زودگیر و دیرگیر کننده‌های بتن،  ضدیخ بتن و ملات، حباب هوا ساز، افزودنی‌های بتن پاششی(شاتکریت)، دوغاب‌های تزریق و منبسط کننده‌های بتن و ملات احساس می شود، که هر یک با توجه به خواص و ویژگی‌های نامبرده می‌توانند به تنهایی یا به همراه دیگر افزودنی‌های روان کننده و یا کاهنده آب مورد استفاده قرار گیرد.

به طور مثال افزودنی‌های زودگیر و دیرگیر کننده با تغییر زمان گیرش بتن یا ضدیخ‌ها با جلوگیری از یخ زدن بتن، امکان اجرای بتن در شرایط آب و هوایی مختلف را فراهم می‌سازد یا افزودنی‌های حباب هواساز با ایجاد حباب‌های هوای مفید در بتن می‌توانند به دوام و یا خاصیت خمیری بتن کمک کنند. برخی از این افزودنی‌ها بسته به نوع کاربرد می توانند به شکل پودری یا مایع عرضه گردند تا بسته به شرایط محیطی و روش‌های اجرایی و اختلاط بتن و ملات مورد استفاده قرار گیرند. در مجموع این افزودنی‌ها با اصلاح خواص و ویژگی‌های بتن تازه و سخت شده، باعث سهولت اجرا در مناطق مختلف آب و هوایی، ارتقا کیفیت بتن و کاهش هزینه‌های تمام شده ساخت و اجرا در پروژه‌های عمرانی می‌شوند.