طبقهبندی افزودنی بتن — معرفی ۱۳ گروه بر اساس عملکرد و ترکیب شیمیایی
افزودنیهای بتن موادی شیمیایی هستند که به مخلوط تازه بتن افزوده میشوند تا خواص بتن را در حالت تازه یا سختشده بهبود بخشند.
بر اساس تعریف انجمن بتن آمریکا (ACI)، افزودنی بتن مادهای «غیر از آب، سنگدانه، مواد سیمانی و الیاف» است که به منظور اصلاح خواص مخلوط تازه یا بتن سختشده به آن اضافه میشود.
اغلب افزودنیهای شیمیایی بتن محلول در آب هستند و اهداف کاربردی متنوعی دارند؛ از جمله افزایش کارایی و روانی بتن، تنظیم زمان گیرش، کاهش نفوذپذیری، ارتقای دوام، کاهش جمعشدگی خشک و جلوگیری از خوردگی آرماتورها.
به دلیل تنوع عملکرد و مواد مؤثر، افزودنیهای بتن نقش بسیار مهمی در صنعت ساختمان دارند و مطابق با استانداردهای بینالمللی مانند ACI و ASTM، دستهبندی و مشخصات فنی آنها مشخص شده است. در ادامه، مهمترین روشهای طبقهبندی افزودنی بتن بررسی میشود.
روشهای طبقهبندی افزودنی بتن
افزودنیهای بتن را میتوان بر اساس جنبههای مختلف دستهبندی کرد تا کاربرد و اثرات آنها شفافتر شود. سه رویکرد اصلی در این زمینه عبارتاند از:
- طبقهبندی بر اساس عملکرد
- طبقهبندی بر اساس ماهیت شیمیایی
- طبقهبندی بر اساس زمان اثرگذاری
برای مثال، گزارش ACI 212.3R-10 افزودنیهای شیمیایی بتن را به ۱۳ گروه عملکردی مختلف تقسیم میکند. در ادامه، هر یک از این دستهبندیها به تفصیل شرح داده میشود.
۱. طبقهبندی افزودنی بتن بر اساس عملکرد
طبقهبندی افزودنی بتن؛ فوق روان کننده بتن بر پایه پلی کربوکسیلات
در این روش، افزودنیها بر اساس تأثیر مستقیم آنها بر خواص بتن تازه یا سختشده دستهبندی میشوند.
۱-۱. کاهندههای آب (Water-Reducing Admixtures)
کاهندههای آب با کاهش نسبت آب به سیمان، موجب افزایش روانی بتن میشوند. این افزودنیها بدون افزودن آب اضافی، کارایی بتن را افزایش داده یا با کاهش مقدار آب مصرفی، همان روانی اولیه را حفظ میکنند. از ترکیبات رایج این گروه میتوان به لیگنوسولفوناتها و برخی اسیدهای آلی ضعیف اشاره کرد. استفاده از این افزودنیها منجر به افزایش مقاومت نهایی و بهبود کیفیت بتن میشود.
۱-۲. فوقروانکنندهها (Superplasticizers)
فوقروانکنندهها نسل پیشرفته کاهندههای آب هستند که امکان کاهش آب مصرفی تا حدود ۳۰ الی ۴۰ درصد یا افزایش چشمگیر روانی بتن بدون تغییر مقدار آب را فراهم میکنند. این افزودنیها معمولاً از پلیمرهای پیشرفته مانند ترکیبات سولفونهشده نفتالن یا ملامین و بهویژه پلیکربوکسیلاتها ساخته میشوند و در بتنهای خودتراکم و بتنهای با کارایی بالا کاربرد گسترده دارند.
۱-۳. شتابدهندهها (Accelerators)
شتابدهندهها سرعت واکنشهای شیمیایی سیمان را افزایش داده و زمان گیرش بتن را کاهش میدهند. این افزودنیها باعث دستیابی سریعتر بتن به مقاومت اولیه میشوند و در هوای سرد یا پروژههای زمانبر کاربرد دارند. نمونه کلاسیک این افزودنیها کلرید کلسیم است، هرچند به دلیل افزایش خطر خوردگی آرماتورها، امروزه استفاده از آن محدود شده و ترکیباتی مانند نیتراتهای فلزی و آمینها جایگزین شدهاند.
کاربرد زودگیر بتن در هوای سرد — افزایش مقاومت و کاهش ریسک یخزدگی بتن
۱-۴. کندگیرکنندهها (Retarders)
کندگیرکنندهها با کاهش سرعت هیدراسیون سیمان، زمان گیرش اولیه بتن را افزایش میدهند و برای حملونقل طولانی، پمپاژ یا بتنریزی در هوای گرم مناسب هستند. موادی مانند قندها، بوراکس و اسیدهای آلی نظیر اسید تارتاریک در این گروه قرار میگیرند. استاندارد ASTM C494 این افزودنیها را در انواع B، C و G طبقهبندی میکند.
۱-۵. افزودنیهای هوازا (Air-Entraining Agents)
افزودنیهای هوازا با ایجاد حبابهای ریز هوا در بتن، مقاومت آن را در برابر چرخههای یخزدگی و ذوب افزایش میدهند. این حبابها فضای لازم برای انبساط آب یخزده را فراهم کرده و از ترکخوردگی جلوگیری میکنند.
۱-۶. کاهندههای جمعشدگی (Shrinkage-Reducing Admixtures)
این افزودنیها برای کاهش جمعشدگی خشک بتن و جلوگیری از ترکهای ناشی از آن استفاده میشوند. ترکیباتی مانند پلیالها و گلیکولها در این دسته قرار دارند.
۱-۷. مهارکنندههای خوردگی (Corrosion Inhibitors)
مهارکنندههای خوردگی با ایجاد لایه محافظ روی میلگردها، نرخ خوردگی فولاد را در محیطهای خورنده کاهش میدهند. نیتریت کلسیم و ترکیبات آمینی از نمونههای رایج این گروه هستند.
۱-۸. افزودنیهای چسباننده و پلیمری
افزودنیهای پلیمری مانند لاتکسها و آکریلیکها موجب افزایش چسبندگی بتن به سطوح دیگر شده و در ملاتهای تعمیراتی و بتنهای اصلاحشده کاربرد دارند.
۲. طبقهبندی افزودنی های بتن بر اساس ماهیت شیمیایی
۲-۱. افزودنیهای معدنی
این گروه شامل ترکیبات معدنی نظیر نمکها، اکسیدها و مواد الکترولیتی مانند کلریدها و نیتراتهای کلسیم است.
۲-۲. افزودنیهای آلی
افزودنیهای آلی شامل ترکیبات کربندار پیچیده مانند لیگنوسولفوناتها، پلیمرها و سورفکتانتها هستند که بیشترین سهم را در افزودنیهای مدرن بتن دارند.
۲-۳. افزودنیهای مرکب (آلی–معدنی)
این افزودنیها ترکیبی از مواد آلی و معدنی هستند و با هدف ارائه عملکرد چندگانه (مانند روانکنندگی همراه با کنترل گیرش) طراحی میشوند.
۳. طبقهبندی افزودنی بتن بر اساس زمان اثرگذاری
۳-۱. افزودنیهای مؤثر قبل از گیرش
این افزودنیها در بتن تازه اثرگذارند و شامل شتابدهندهها، کندگیرکنندهها، افزودنیهای گاززا و مواد ضدشستشو یا ضدیخ میشوند.
۳-۲. افزودنیهای مؤثر بعد از گیرش
برخی افزودنیها مانند کاهندههای جمعشدگی و مواد بهبوددهنده دوام، اثر اصلی خود را پس از سختشدن بتن نشان میدهند و موجب افزایش عمر مفید سازه میشوند. شناخت دقیق طبقهبندی افزودنی بتن به مهندسان و متخصصان این امکان را میدهد که بر اساس نیازهای فنی، شرایط اجرایی و الزامات دوام، مناسبترین افزودنی را انتخاب کرده و عملکرد بهینه بتن را تضمین کنند.
منابع:
- گزارش جامع درباره انواع افزودنیهای شیمیایی بتن و کاربردهای آنها
- استاندارد مشخصات افزودنیهای شیمیایی برای تولید بتن روان
- راهنمای جامع افزودنیهای بتن و عملکرد آنها
- واژهنامه و تعاریف تخصصی بتن و افزودنیهای مرتبط
مطالب پیشنهادی: