بررسی کامل انواع افزودنی‌های بتن

مقدمه

در برخی موارد نیاز است که برای ساخت بتن‌های ویژه در شرایط خاص، از افزودنی‌های بتن مختلف استفاده کرد. به همین منظور لازم است که بدانید افزودنی بتن چیست و چند نوع از این محصولات وجود دارد؟ هریک از این متریال‌ها، خواص منحصربه‌فردی به بتن‌ها می‌دهند. این مواد با ویژگی‌هایی که به بتن می‌دهند از محبوبیت ویژه‌ای در بین عموم برخوردارند. امروزه این ماده یکی از پرمصرف‌ترین متریال‌ها در مناطق سردسیری همچون شمال آمریکا و کانادا و برخی از کشورهای اروپایی است.

1. تاریخچه افزودنی بتن

پس از پیدایش افزودنی بتن حباب هواساز یکی از انواع افزودنی‌های بتن، در سال ۱۹۴۰، این ماده بیشتر در مناطقی که هوای متناوب زیر صفر رفته داشتند و آب در بتن یخ می‌زد، مورداستفاده قرار می‌گرفت. ساخت افزودنی‌های فوق روان‌کننده نیز که در ابتدا نوع نفتالین فرمالدئید آن در سال ۱۹۶۰ در ژاپن و سپس نوع ملامین آن و بعداً در آلمان به بازار آمد، شاید نقطه‌ی عطفی به شمار برود که در صنعت افزودنی‌های بتن پیش آمد.
اگر بخواهیم مفهومی از افزودنی بتن چیست در آن زمان بگوییم، می‌توان گفت که ابتدا این مواد برای کاستن آب و به‌دست‌آوردن کارایی ثابت به کار گرفته شده و چند سال بعد با پیدایش بتن‌هایی با مقاومت بیشتر، نقش این افزودنی‌ها پررنگ‌تر شد. امروزه با افزودن این متریال به بتن‌ها، به‌منظور بخشیدن خواص گوناگونی به آن، مورداستفاده قرار می‌گیرند.

2. افزودنی بتن چیست؟

افزودنی‌های بتن به‌عنوان موادی جدا از سنگ‌دانه، آب و سیمان اضافه شده به بتن تعریف می‌شود. افزودنی‌های بتن مواد شیمیایی یا معدنی‌ای هستند که حین فرایند اختلاط بتن معمولاً به‌صورت درصدی از وزن سیمان به وزن بتن اضافه می‌شود تا بعضی از خواص آن را به شکل مطلوبی تغییر دهد. اشتباه در مورد مقدار مواد افزودنی بتن می‌تواند عواقبی نامطلوب در بتن تازه و یا سخت شده ایجاد نماید. میزان مصرف مواد مضاف در بتن کم بوده است، این مواد افزودنی بسیار متنوع هستند و در محدوده بسیار وسیعی تقسیم‌بندی می‌شوند. مواد افزودنی بتن را که می‌توان هم برای بتن تازه و هم برای بتن سخت شده به کاربرد از اهمیت زیادی برخوردارند و موجب پیشرفت چشمگیر صنعت بتن شده‌اند و لذا شناخت و کسب آگاهی دررابطه‌با این مواد برای هر مهندس عمران ضروری است.

بتن، خود به‌اندازه کافی از پرکاربردترین مصالح است، و حال به کمک انواع افزودنی‌های بتن می‌توان فراتر هم رفت. در واقع استفاده از انواع مواد افزودنی بتن زمانی با شدت بیشتری رواج یافت که سازه‌های بتنی با کاربری متفاوت در شرایط محیطی گوناگون سر برآوردند. انواع افزودنی‌های بتن مواد معدنی یا شیمیایی‌ای هستند که صورت پودر (گرد) یا مایع در حین اختلاط بتن به ترکیب اضافه می‌شوند. این مواد خاصیت بتن را به طور شدید تغییر می‌دهند، بنابراین میزان دوز مصرفی باید به‌درستی محاسبه گردد. به طور دقیق‌تر، میزان انواع افزودنی‌ها در بتن همیشه کمتر از ۵% وزن سیمان است.

3. چه عواملی بر طراحی مخلوط تأثیر می‌گذارد؟

عوامل مختلفی که بر طراحی مخلوط تأثیر می‌گذارند عبارت‌اند از:

•  مقاومت فشاری
•  کارایی
•  دوام
•  حداکثر اندازه اسمی سنگ‌دانه
•  درجه‌بندی و نوع سنگ‌دانه
•  کنترل کیفیت

4. چرا از افزودنی‌های بتن استفاده می‌کنیم؟

تولید کنندگان از مواد افزودنی در درجه اول برای کاهش هزینه ساخت بتن استفاده می‌کنند. برای اصلاح خواص بتن سخت شده، برای اطمینان از کیفیت بتن در هنگام اختلاط و افزایش چشمگیر کارایی، حمل و نقل آسان‌تر، استفاده از سیمان کمتر و کاهش خطرات زیست محیطی، قرار دادن و عمل‌آوری؛ و برای غلبه بر شرایط اضطراری خاص در طول عملیات بتن از افزودنی‌های بتن استفاده می‌کنند.

5. کاربرد مواد افزودنی بتن چیست؟

برخی از وظایف اولیه استفاده از افزودنی‌های بتن عبارت‌اند از:

•  میزان آب موردنیاز برای رسیدن به اسلامپ موردنظر را حدود 10-5 درصد کاهش دهد.
•  سرعت‌گیرش بتن را به تأخیر می‌اندازد و در عین حال قابل استفاده نگه می‌دارد.
•  باعث به تأخیرانداختن اثرات هوای گرم می‌شود.
•  باعث می‌شود که بتن زودتر به مقاومت موردنظر برسد.
•  زمان موردنیاز برای عمل‌آوری را کاهش می‌دهد.
•  خوردگی میل‌گردهای تقویتی را به تأخیر می‌اندازد.
•  به بهبود عمل‌آوری بتن کمک می‌کند.
•  باعث کاهش انقباض بتن می‌شود.
•  واکنش قلیایی – سیلیس را کاهش می‌دهد.
•  برای بهبود ظرفیت پمپاژ استفاده می‌شود.
•  اتصال بتن به میل‌گرد را بهبود می‌بخشد.
•  اتصال بین بتن موجود و جدید را تقویت می‌کند.
•  مقاومت در برابر ضربه و سایش را افزایش می‌دهد.
•  ملات یا بتن رنگی ایجاد می‌کند.

به طور معمول، مواد افزودنی با مخلوط‌کردن پودر با مایع ساخته می‌شوند. برخی از افزودنی‌ها مانند رنگ‌دانه‌ها، کمک پمپاژ و مواد منبسط‌کننده به‌صورت دستی به مخلوط بتن اضافه می‌شوند؛ زیرا به مقادیر کم‌نیاز دارند.

6. مزایای افزودنی‌های بتن

• تسریع در روند کسب مقاومت اولیه
• کنترل واکنش‌های قلیایی‌ سیمان با سنگ‌دانه‌ها
• طولانی کردن زمان‌گیرش
• افزایش کارایی بدون تغییر نسبت آب به سیمان
• تهیه بتن پر مقاومت در برابر یخ‌زدن و آب‌شدن مکرر
• تنظیم و بهبود ویژگی بتن
• کاهش هزینه‌های ساخت‌وساز
• کمک به توسعه پایدار

7. انواع افزودنی‌های بتن

روان‌کننده‌ها، فوق روان‌کننده‌ها، کندگیر کننده ها، تندگیر کننده ها، چسب بتن، ضد یخ بتن، حباب‌ساز هوا، آب بندها، افزودنی‌های معدنی، روغن قالب بتن، آب‌بند سطوح و… اشاره کرد.

• Concrete Admixtures
• MTOBUID D20 فوق روان‌کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
• MTOBUILD D10 فوق روان‌کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
• MTOCRETE N540 فوق روان‌کننده و کاهنده ممتاز آب بتن
• MTOCRETE D130 فوق روان‌کننده بتن
• MTOBUILD D10-C فوق روان‌کننده و دیر گیرکننده بتن
• MTOCRETE N540-C فوق روان‌کننده و دیر گیر کننده بتن
• MTOCRETE N540-R فوق روان‌کننده باخاصیت زود سخت‌کنندگی
• MTOBUILD D10-H روان‌کننده ممتاز خود ویبره
• MTOCRETE N540-H روان‌کننده و کاهنده آب، مناسب برای بتن‌ریزی‌های حجیم
• MTOCRETE N540-T روان‌کننده و دیر گیر کننده بتن
• MTOCRETE D130-H روان‌کننده و دیر گیر کننده بتن
• MTOCRETE N540-J روان‌کننده و کاهنده آب قوی باخاصیت دیرگیری
• MTOCRETE N540-F روان‌کننده و کاهنده آب، مناسب بتن‌ریزی‌های حجیم
• MTOSEAL/L افزودنی آب‌بند کننده بتن (واترپروف)
• MTOAIR220 هوازای بتن
• MTOTOP900 افزودنی زود سخت کننده
• MTOPROOF P92 بازدارنده خوردگی میل‌گرد و فلز
• MTOANTIFREEZE ضد یخ بدون کلراید، مخصوص بتن‌ریزی در هوای سرد

8. مواد افزودنی بتن

– ماده‌ای است به‌غیراز سیمان پرتلند، سنگ‌دانه‌ها و آب که به‌صورت گرد یا مایع، به‌عنوان یکی از مواد تشکیل دهنده بتن و برای اصلاح خواص بتن، کمی قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به بتن افزوده می‌شود.
– اشتباه در مورد مقدار مواد افزودنی بتن افزودنی می‌تواند عواقب سوء در بتن تازه و یا سخت شده ایجاد نماید.
– مواد افزودنی به دو گروه شیمیایی و معدنی تقسیم می‌شوند.
– مواد مضاف

9. تعریف مواد افزودنی بتن

ماده‌ای است که برای کسب خواصی ویژه یا به‌منظور کمک به امر تولید، با سیمان پرتلند و یا کلینکر آن در حین تولید در کارخانه آسیاب می‌شود. در صورتی که مواد افزودنی به مقدار کم در زمان اختلاط بتن با مصالح و اجزاء متشکله آن مخلوط می‌گردد. موادی همچون میکروسیلیس را که برای اصلاح خواص بتن در کارگاه هنگام اختلاط به مواد متشکل بتن اضافه می‌شود را افزونه می‌نامند. مقدار این مواد در تعیین نسبت‌های اختلاط به‌حساب می‌آیند.

10. خواص مواد افزودنی بتن

• تسریع در روند کسب مقاومت اولیه
• کنترل واکنش‌های قلیایی‌های سیمان با سنگ‌دانه‌ها
• طولانی کردن زمان‌گیرش
• افزایش کارائی بدون نسبت آب به سیمان
• تهیه بتن پر مقاومت، بتن مقاوم در برابر یخ‌زدن و آب‌شدن مکرر

1.10. خواصی که بدون استفاده از مواد افزودنی به بتن می‌توان به دست آورد

• کارائی
• مقاومت
• قابلیت پرداخت
• پایایی و توان آب‌بندی

می‌توان با انتخاب مصالح مناسب و نسبت‌های مطلوب اختلاط و رعایت اقتصادی‌بودن آن بدون مواد افزودنی به دست آورد.

2.10. افزودنی‌های شیمیایی به مواد افزودنی بتن

1. مواد افزودنی حباب‌ساز
2. مواد افزودنی کاهنده آب (روان‌کننده‌ها و فوق روان‌کننده‌ها)
3. مواد افزودنی کندگیر کننده

3.10. افزودنی تسریع‌کننده بتن

• تسریع‌کننده‌های بتن
• تسریع‌کننده‌های بتن پاشیده
• مواد خمیری کننده و روان‌کننده

4.10. مواد افزودنی حباب‌ساز

– این مواد در بتن حباب بسیار ریز غیر مرتبط هوا ایجاد می‌کنند. (قطر حباب‌ها کمتر از 05/0 میلیمتر)
– این حباب‌ها پایایی بتن را در برابر رطوبت و یخ‌زدن‌ها و آب‌شدن‌های مکرر و مواد شیمیایی یخ زا بهبود می‌بخشند.
– کارایی بتن تازه و نفوذناپذیری بتن سخت شده به میزان قابل‌توجهی بیشتر می‌شود.

افزایش مقاومت بتن در برابر پوسته‌شدن

• بهبود کارائی و کاهش جداشدگی دانه‌ها و آب انداختن بتن تازه
• بهبود مقاومت بتن در برابر سولفات‌ها (نسبت آب به سیمان کم، مقدار کافی سیمان مناسب، افزودنی حباب هوا) بهترین مقاومت را در برابر حمله آب‌های سولفات دار را دارند.

5.10. مواد افزودنی کاهنده آب (روان‌کننده‌ها و فوق روان‌کننده‌ها)

این مواد به‌منظور تقلیل مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن، یا افزایش روانی بتن در شرایط یکسان میزان آب مصرفی بکار می‌رود.

– کاهش مقدار آب اختلاط به‌ازای کارایی ثابت بتن و ملات
– کاهنده‌های معمولی حداقل 5% و کاهنده‌های قوی حداقل 12% آب اختلاط بتن را کاهش می‌دهند.
– معمولاً ایجاد حباب هوا در بتن می‌کنند. (حداکثر حباب هوای مجاز قابل‌قبول 7% بتن حباب‌دار و 3% بتن معمولی)
– چنانچه افزودنی به‌منظور کاهش نسبت آب به سیمان در بتن با اسلامپ ثابت مصرف شوند، موجب افزایش مقاومت فشاری، کاهش جمع‌شدگی و کاهش نسبی نفوذپذیری بتن می‌شوند.

6.10. مواد افزودنی کندگیر کننده

• این مواد به‌منظورتأخیرانداختن گیرش بتن بکار می‌رود
• هنگامی که دمای بتن تازه بیش از oc 30 باشد
• جبران اثر تسریع‌کنندگی گرمای هوا بر گیرش بتن
• تعویق گیرش اولیه بتن یا دوغاب سیماندر شرایط مشکل و دشوارشدن ریزی
• حمل بتن در مسافت‌های طولانی
• استفاده از این مواد می‌تواند روند گیرش بتن را حداقل 5/1 و حداکثر سه ساعت به تأخیر بیندازد

1.6.10. انواع کندگیر کننده‌های بتن

1. کندگیر کننده‌های معمولی که خاصیت کاهندگی آب ندارند
2. کندگیر کننده‌های کاهنده آب با حداقل 5% کاهش آب
3. کندگیر کننده‌های قوی آب با حداقل 12% کاهش آب
4. به‌طورکلی کندگیر کننده‌های ردیف اول با کاهش مقاومت فشاری و خمشی بتن به میزان 10% نسبت به بتن شاهد در سنین 1 روز تا یک سال را دارد
5. کندگیر کننده‌های ردیف 2 و 3 ممکن است افزایش مقاومت تا میزان 10% را نسبت به بتن شاهد داشته باشد

7.10. مواد افزودنی تسریع‌کننده

ماده افزودنی تسریع‌کننده به‌منظور تسریع در گیرش بتن:

• تسریع در کسب مقاومت بتن در سن کمتر
• موارد مصرف آن با رعایت ضوابط بتن‌ریزی در هوای سرد است
• زمان حفاظت موقت را حداقل یک و حداکثر 5/3 ساعت کاهش می دهد
• مقاومت سه‌روزه حداقل 25% بیشتر از بتن شاهد
• مصرف مواد تسریع‌کننده غالباً باعث افزایش جمع‌شدگیخشک‌شدن، جمع‌شدگی حرارتی و نیز افزایش ترک‌خوردگی ناشی از جمع‌شدگی خمیری می‌شود

8.10. مواد خمیری کننده و روان‌ساز

گاهی بتن تازه به دلیل برخی مشخصات سنگ‌دانه‌ها از جمله شکل و دانه‌بندی نامناسب یا اختلاط نادرست کارائی لازم را ندارند:

• این مواد به‌منظور بهبود کار آیی بتن تازه و بهبود مخلوط‌های خشن
• بتن‌ریزی اعضای با تراکم زیاد آرماتور
• بتن‌ریزی با پمپ یا قیف و لوله
• پرداخت بتن با ماله آهنی

در اغلب موارد با افزایش عیار سیمان یا مقدار ریزدانه یا اصلاح دانه‌بندی و نسبت‌های اختلاط می‌توان بدون استفاده از این مواد کارائی مطلوب را به دست آورد. بهترین ماده روان‌کننده حباب هوا است. حباب‌های ریز و بسته‌هوا مانند ساچمه عمل می‌کنند و به‌ویژه در بهبود کارائی مخلوط‌های خشن کم سیمان مؤثرند.

9.10. افزودنی‌های معدنی بتن

– موادی به شکل ذرات بسیار ریز معدنی که موجب بهبود برخی از خواص و یا تأمین خواص ویژه‌ای در بتن می‌شوند.
– کارائی و انسجام بتن تازه، مقاومت و نفوذپذیری بتن سخت شده و تغییر رنگ بتن از جمله خواص مواد معدنی است.

1.9.10. انواع افزودنی‌های معدنی

1- افزودنی‌های معدنی خنثی و رنگدانه ها

– این مواد معمولاً موجب افزایش مقاومت بتن نمی‌شوند
– موجب بهبود کارایی و چسبندگی بتن‌های می‌شوند که کمبود ریزدانه دارند
– به‌عنوان سنگ‌دانه در بتن مصرف می‌شوند
– رنگ‌دانه‌ها برای تولید بتن رنگی شامل ترکیبات معدنی

2- پوزولان‌ها 

عبارت‌اند از مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی که خود به تنهایی ارزش چسبانندگی نداشته یا کم است. اما به شکل ذرات بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیایی با آهک آزاد شده از هیدراتاسیون سیمان در دمای معمولی ترکیباتی باخاصیت سیمانی به وجود می‌آورند. این مواد به‌منظور کاهش آهنگ بروز آبگیری سیمان و ازبین‌بردن قابلیت انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگ‌دانه‌ها بکار می‌روند

2.9.10. موارد مصرف پوزولان‌ها

– کاهش سرعت و میزان حرارت حاصل از فرایند آبگیری سیمان
– کاهش میزان سیمان
– بهبود کارایی بتن
– افزایش مقاومت بتن
– افزایش پایای بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
عملکرد پوزولان‌ها برای هریک از خواص فوق باید قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرد

3.9.10. انواع پوزولان‌ها

• پوزولان‌های طبیعی خام و یا تکلیس شده که به طور عمده شامل خاکسترهای آتشفشانی است.
• پوزولان‌های صنعتی که به طور عمده شامل خاکستر بادی (محصول فرعی نیروگاه‌های با سوخت زغال‌سنگ) دوده سیلیسی یا میکروسیلیس محصول فرعی کوره‌های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژ فرو سیلیس
• میکروسیلیس (دوده سیلیسی)
• محصول فرعی کوره‌های قوس الکتریکی در جریان تولید فلز سیلیسیم و آلیاژهای سیلیسیم به‌ویژه فرو سیلیس است
• ذرات بسیار ریز و غیر بلوری 1/0 تا 2/0 میکرون و یک ماده به شدت فعال پوزولانی است.
• در تهیه بتن با مقاومت زیاد
• افزایش پایایی بتن از طریق کاهش نفوذپذیری
• جایگزینی با سیمان به‌شرط وجود توجیه اقتصادی

11. خواص میکروسیلیس

– مقاومت زیاد، نفوذپذیری کم، مقاومت زیاد در برابر عوامل شیمیایی (با مصرف 25% وزنی سیمان)
– بتن تازه از چسبندگی بیشتر و گرایش کمتر به جداشدگی و نیز کاهش آب انداختن و افزایش قابلیت پمپ شدن (با مصرف 10% وزنی سیمان)
– بروز ترک های ناشی از نشست خمیری و خشک‌شدن سطح را تشدید می کند. (مراقبت و عمل‌آوری بلافاصله بعد از بتن‌ریزی لازم است)
– بروز پدیده واکنش قلیایی را تا حد نزدیک به صفر کاهش می دهد.
– مقاومت بتن را در مقابل تهاجم یون های سولفات افزایش می دهد.
– کاهش نفوذپذیری بتن به میزان حداکثر 20 برابر نسبت به بتن معمولی
– در تهیه بتن با میکروسیلیس استفاده از یک کاهنده قوی آب لازم و ضروری است.

12. افزودنی‌های شبه سیمانی

• این مواد خاصیت پنهان هیدرولیکیدارند و وقتی که به نحوه مناسبی فعال می‌شوند خواص سیمانی پیدا می‌کنند.
• متداول‌ترین آنها روباره آهن‌گدازی محصول فرعی کارخانه ذوب‌آهن است.
• تاثیرات افزودنی‌های شبه سیمان بر روی بتن تازه و سخت شده
• افزایش کارایی
• تأخیر زمان گیرش
• تقلیل آب انداختگی بتن تازه
• کاهش سرعت آبگیری و دمای حاصل از آن
• مقاومت کم در سنین پائین و مقاومت بیشتر در سنین بالا نسبت به نمونه شاهد
• کاهش نفوذپذیری
• کاهش واکنش قلیایی سنگ‌دانه‌ها (مصرف 40 تا 60 % وزنی سیمان)
• افزایش مقاومت در مقابل سولفات‌ها ( مصرف 50% وزنی سیمان)
• کاهش خوردگی میلگردهادر اثر نفوذ یون کلر به بتن

13. آزمایشات مواد افزودنی

افزودنی ها با بتنی که قرار است در محل مصرف ریخته شود آزمایشات زیر انجام می‌شود:

1. اسلامپ ASTM C143
2. میزان هوا ASTM C231
3. زمان گیرش ASTM C403
4. مقاومت فشاری ASTM C39
5. مقاومت خمشی ASTM C78
6. مقاومت در برابریخ زدن و آب‌شدن ASTM C290 – ASTM C291
7. تغییر حجم ASTM C157

14. نگهداری و انبار کردن مواد افزودنی بتن

1. در شرایط مناسب و با رعایت دستورالعمل های اعلام شده از سوی سازنده نگهداری شود.
2. برخی مواد افزودنی به دلیل از دست دادن کیفیت خود نباید مدت طولانی نگهداری شوند .
3. در صورت تردید باید نسبت به انجام آزمایش مطابق مشخصات ماده افزودنی اقدام کرد.

15. سوالات متداول درباره ی انواع مواد افزودنی بتن

• در مورد تکنولوژی “بتن الیافی” که اشاره کردید توضیح بیشتری بدهید؟

بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف تقویت­ کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، فوق ‌العاده افزایش می­ یابد. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشته و امکان استفاده از بتن به‌عنوان یک ماده شکل­پذیر جهت تولید سطوح مقاوم پرانحنارا فراهم می­آورد. بتن الیافی از قابلیت جذب انرژی بالایی نیز برخوردار است و تحت اثر بارهای ضربه­ای به راحتی از هم پاشیده نمی ­شود. شاهد تاریخی این فناوری، کاربرد کاهگل در بنای ساختمان است. در واقع بتن الیافی نوع پیشرفته این تکنولوژی است که الیاف طبیعی و مصنوعی جدید، جانشین کاه و سیمان جانشین گل به کار رفته در ترکیب کاهگل شده ‌اند. امروزه با استفاده از انواع الیاف شیشه، پلی ‌پروپیلن، فولاد و بعضا کربن، تولید انواع بتن­ های کامپوزیتی در کاربردهای مختلف صنعتی ممکن گردیده و به‌ کارگیری آنها در کشورهای پیشرفته دنیا مورد قبول بخش ساختمان و عمران واقع شده است.

• موارد استفاده و محدودیت ­های کاربری این نوع ترکیب کامپوزیتی کدام‌ ها هستند؟

هر فناوری همواره کاربردها و محدودیت­ های خاص خود را دارد.بتن الیافی خواص مناسبی همچون شکل‌ پذیری بالا، مقاومت فوق‌العاده، قابلیت جذب انرژی و پایداری در برابر ترک خوردن را دارا می­باشد که متناسب با آنها می‌توان موارد کاربرد فراوانی برای آن یافت. به طور مثال در ساخت کف سالن‌های صنعتی، می‌توان از این نوع بتن به جای بتن آرماتوری متداول سود جست این نوع بتن از بهترین مصالح مورداستفاده در ساخت بناهای مقاوم‌ به‌ ضربه، همچون سازه پناهگاه ­ها و انبارهای نگهداری مواد منفجره به شمار می‌رود و بنای شکل گرفته از بتن، قابلیت فوق­ العاده ­ای در جذب انرژی ضربه دارد. همچنین در ساخت باند فرودگاه­ ها به خوبی می‌توان از این نوع بتن کمک گرفت. موارد دیگری از به کارگیری این بتن، ساخت قطعات پیش ساخته ساختمانی همچون پانل­ های سایبان و یا پاشش بتن روی سطوح انحنا‌دار همچون تونل­ ها است. به‌ کارگیری این بتن در بنای یک سازه علاوه بر موارد یاد شده از مزایایی همچون عایق بودن سازه در برابر صدا و سرعت بالای اجرا نیز برخوردار است.

• آیا روی آوردن به تکنولوژی بتن الیافی در مقایسه با بتن‌های سنتی متداول، صرفه اقتصادی دارد؟

باید اعتراف کرد که استفاده از بتن الیافی در همه موارد از بتن سنتی  به‌صرفه ­تر نمی­ باشد. اما بر اساس برآوردهایی که توسط بعضی متخصصین کشور انجام گرفته است، در جاهایی که سرعت اجرای بالا مد نظر است و یا نیاز به پاشش بتن (شات­کریت) روی سطوحی است که شبکه ‌بندی‌‌ های سنتی مشکل و زمان ‌بر بوده یا جواب‌گوی کار نیست، هزینه استفاده از بتن الیافی نسبت به مشابه سنتی خود کمتر است. این مزیت ­ها، علاوه بر مزیت سادگی و سرعت عمل بالاتر موجود در تکنولوژی بتن الیافی است.

• چه راهکارهایی را جهت اقتصادی‌نمودن استفاده از این تکنولوژی جدید، پیشنهاد می­ کنید؟

1) نخست آنکه هزینه استفاده از یک تکنولوژی، کاملا وابسته به سطحی از آن تکنولوژی است که نسبت به کسب و انتقال آن اقدام می‌شود. کشورهای پیشرفته جهان که تکنولوژی نوین خود را از سطوح اولیه تحقیقاتی کسب کرده ­اند، چون کاملا بر تکنیک­ها و دانش پایه ه­ای آن واقف و مسلط هستند، متحمل هزینه‌های کمتری شده‌ اند. آنها با تکیه بر همین آگاهی و اشراف، با بهبود فرایند ها، قیمت نهایی را در طول زمان کاهش خواهند داد. اما اگر ما بخواهیم تمام این تکنولوژی را صرفاً در سطح یک محصول آماده، به کشور وارد کنیم، طبیعی است که متحمل هزینه‌های سنگینی خواهیم شد و محصول نهایی نیز به صرفه نخواهد بود.
2) دومین مسئله­ ای که باید در جهت ارزیابی اقتصادی یک تکنولوژی مورد توجه واقع شود، آن است که اکتساب و پرورش یک تکنولوژی از سطوح نخست تحقیقات، نیاز به یک سرمایه­ گذاری اولیه دارد. دستیابی به نحوه اجرای مناسب، تکنولوژی ساخت و آموزش و گسترش آن در جامعه، نیازمند صرف بودجه لازم توسط دست‌اندرکاران و خصوصاً دولت می­باشد. این هزینه­ ها بعداً در طول عمر تکنولوژی و ارایه محصول به بازار جبران خواهد شد و نهایتاً به سوددهی منجر می­گردد. عدم پرداختن به تحقیق و توسعه و بهره ­گیری از تکنولوژی نوین، علاوه بر آن که نمی­ تواند پاسخگوی نیاز روز صنعت ساختمان باشد، در دراز مدت، هزینه بسیار بالایی نیز به ما تحمیل می­ کند.
3) آخرین نکته مورد توجه آن است که سیاست­ گذاری اصولی برای ایجاد یک شبکه کاری تکنولوژی جهت کارکرد مناسب و نیل به بهره­ وری اقتصادی، نقش حیاتی در اکتساب صحیح یک تکنولوژی دارد. عدم وجود این سیاست­ ها باعث می‌گردد تا حتی اگر یک مجموعه یا کارخانه بخواهد خود به سمت فناوری نوین روی آورد، متحمل هزینه مضاعف گزافی شود که از توان آن مجموعه خارج باشد. برای آنکه کارخانه­ ها و صنعت گران بتوانند به‌عنوان یک جزء شبکه تکنولوژی در این مسیر گام بردارند، باید سایر نهادها و اجزای لازم نیز در شبکه حضور داشته و هماهنگ عمل کنند. ایجاد چنین شبکه منسجم، جز به اهتمام سیاست‌ گذاران و فرهنگ ‌سازی میسر نخواهد بود.

• در زمینه تکنولوژی بتن الیافی چه اقداماتی در کشور صورت گرفته است؟

اگرچه در کشور ما تحقیقات تئوری و فعالیت های تجربی نسبتاً مناسبی در زمینه گسترش و کاربرد تکنولوژی ­های بتن الیافی صورت گرفته است، اما حقیقت آن است که گسترش این فناوری بیش از همه وابسته به اعلام نیاز از سوی صنعت و مقرون به‌صرفه‌ نمودن کاربری آن از سوی محققان کشور است. چند سال پیش کنفرانسی در زمینه تکنولوژی بتن الیافی با هدف شناساندن فناوری مذکور، در دانشگاه صنعتی شریف برگزار گردید. در این کنفرانس، محققان و سخنرانان از مراکز مختلفی به ایراد سخنرانی و ارایه مقاله پرداختند. به طور مثال در یک نمونه از کارهای ارائه شده، مسئله به‌صرفه‌بودن استفاده از این نوع بتن مورد بررسی و مطالعه کارشناسی قرار گرفته بود. حاصل این بررسی موید آن بود که در بعضی پروژه­های صنعتی، به ‌کارگیری بتن الیافی نسبت به روش ‌های متداول استفاده از شبکه ­بندی فولادی، بسیار اقتصادی ­تر، سریع تر و آسان ­تر است.

16. افزودنی‌های ملات جهت آب‌بندی و تعمیرات 

– مایع آب‌بند مخصوص پوشش های سیمانی (پلاسترینگ)
– سریع گیر ملات برای آب‌بندی مقطعی (در چند ثانیه)
– دوغاب گروت باخاصیت انبساط
– چسب بتن برای آب‌بندی و تعمیرات بتن

• ملات های اپوکسی

– ملات اپوکسی جهت چسبانیدن کلیه قطعات بتنی و برای لکه گیری
– ملات سه ترکیبی برای چسابانیدن کلیه قطعات بتنی و چسب رابط بتن نو و کهنه

• ملات های پلیمری

– ملات پلیمری دو ترکیبی آماده مصرف شامل چسب و پودر
– پوشش برای حفاظت آرماتورها و چسب رابط بتن نو به کهنه

• ماستیک های درزگیر ساختمان 

– ماستیک پلی یورتان برای درزهای انبساط و غیره در ساختمان
– پرایمر مخصوص درزگیر یا ماستیک پلی یورتان
– خمیر درزگیر رابربیتومن برای درزهای انبساط با مقاومت در برابر فرآورده های نفتی
– ماستیک جهت آب‌بندی مخازن بتنی و فلزی و پوشش لوله

• پوشش های اپوکسی 

– پوشش اپوکسی مقاوم در برابر مواد اسیدی و قلیائی با حلال فرآورده های نفتی
– پوشش اپوکسی برای مصارف عمومی در ساختمان با حلالیت آب

• گروت 

– ماده اصلی و شیمیایی گروت جهت اختلاط با مصالح خشک
– ماده آماده گروت بدون هیچ گونه اضافه کردن ماده دیگردر سرکار به‌غیراز آب

• شاتکریت 

مواد شاتکریت – واترپروف و زودگیر بتن

• نوار آب‌بند بتن 

– نوار از جنس پی وی سی مخصوص آب‌بندی سد- مخازن بتنی کانال های شبکه های آبرسانی
– مواد ژوممیران برای مصارف آب‌بندی زیر زمینی و تونل های آب و جاده
– انواع فوم و پلاستی فوم (ینولیت) در وزن مخصوص

• افزودنی‌های حباب زا 

افرودنی هوازای آماده مصرفی است که برای ایجاد و توزیع یکنواخت حباب‌های بسیار ریز هوا با اندازه های معین Aer Entraining است ASTM C 260 در مخلوط بتن بکار می‌رود.

• کاربرد افزودنی‌های حباب زا

افزودنی هوازای بتن جهت تولید بتن با کارایی بالا و دوام زیاد در سازه های زیر بکار می‌رود:

• جاده ها
• باندهای پرواز اصلی و فرعی فرودگاه ها
• صحن ها و محوطه ها
• سد ها و مخازن ذخیره آب
• سازه های بتنی حجیم
• در مناطقی که سیکل یخ زدگی وجود دارد
• مزایای افزودنی‌های حباب زا

ویژگی های افزودنی هوازای بتن MTOAIR220 به شرح زیر است:

• مقاومت بتن در برابر یخبندان را افزایش می دهد
• بتن را در مقابل نمک های یخ زدا مقاوم می سازد
• کارایی بتن را بهبود می‌بخشد
• دوام بتن را افزایش می دهد
• با افزایش چسبندگی بتن، خطر جداشدگیدانه های ریز ودرشت را کاهش می دهد
• بدون کاهش کارایی بتناز مقدار آب مصرفی می کاهد
• حتی با مصرف بیش از حد مجاز تاثیری در زمان گیرش بتن ندارد
• مواد حباب زا بتن

1. چربی های گیاهی و حیوانی و روغن ها و اسیدهای چرب آن ها
2. رزین های طبیعی چوب
3. عوامل تر کننده مانند نمک های قلیایی ترکیب های سولفات

• افزودنی‌های حباب زا قلیایی در بتن 

بتن از سیمان پرتلند معمولی حاصل می‌شود و در ساخت و توسعه زیر ساختها بکار می‌رود و در آینده میزان تقاضای بتن سیمانی افزایش خواهد یافت.
بدیهی است که تولید سیمان مستلزم مصرف منابع طبیعی و رهاسازی حجم کثیری از دی اکسید کربن به محیط است و بعد از فولاد و آلومینیوم بیشترین مصرف انرژی را دارد. امروزه با ساخت بتن های بسیار کارا، دوام و مقاومت بتن بهتر از پیش شده است. به هر حال بدلیل محدودیت های تولیدی علی الخصوص در کشور ما و پروسه پیچیده خط تولید سیمان پرتلند از مواد اولیه و احجام وسیع کارخانه ها و هزینه‌های هنگفت ساخت آنها، ناگزیر معایبی در استفاده از سیمان پرتلند دخیل شده است. دو عیب فنی در فرایند تولید سیمان پرتلند عبارت‌اند از: 1) تقریباً 1.5 تن مواد اولیه جهت تولید یک تن سیمان پرتلند لازم است و در این حالت تقریباً یک تن دی اکسید کربن وارد محیط زیست در هنگام تولید می‌گردد. بنابراین، تولید سیمان پرتلند مستلزم مصرف انرژی زیادی است، 2) بتن ساخته شده از سیمان پرتلند در شرایط مختلف محیطی حتی شرایط نرمال یا تحت عوامل دیگر تخریب می‌گردد. ترک‌خوردگی و فرسایش عوامل موثر در رفتار بهره دهی بتن در خلال عمر بتن و ایمنی آن می باشند. بنابراین با توجه به مشکلات مطرح شده می‌توان بدنبال ماده‌ای دیگر جهت جایگزین نمودن سیمان پرتلند در بتن گشت. برای مثال کارخانه های تولید برق با سوخت زغال‌سنگ مقادیر عظیمی از خاکستر زغال‌سنگ بر جای می‌گذارند.خاکستر زغال‌سنگ عمدتاً به‌صورت ضایعات در نظر گرفته می‌شود و در خاکریزها استفاده می‌شود. در سال 2001 محققین یک برنامه جدی بر تولید سیمان از خاکستر زغال‌سنگ تحت عنوان سیمان ژئوپلیمری ترتیب دادند. در ادامه مطلب خلاصه نتایج تحقیقات و آزمایشات ارائه خواهد شد.

سیمان ژئوپلیمر ترکیبی از مصالح ژئولوژی طبیعی سیلیکات و آلومینا است و از این جهت ژئوپلیمر نامیده می‌شود. حلال قلیایی هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم (ضایعات صنایع شیمیایی و پتروشیمی) بطور جداگانه تهیه می‌گردد، سپس آن را به مایع سیلیکات سدیم اضافه می‌کنند و این حلال با پودر خاکستر زغال‌سنگ (ضایعات احتراق زغال‌سنگ) مشابه با ترکیب آب با سیمان مخلوط می‌شود. تفاوت عمده بین ژئوپلیمرها و سیمان پرتلند در اینست که مکانیسم آن از طریق هیدراتاسیون صورت نمی گیرد بلکه با واکنش پلیمریزاسیون در یک زمان کوتاه اتفاق می افتد، در حالیکه هیدراتاسیون سیمان اصولاً تا یک ماه ادامه دارد و تا یک سال کامل می‌شود. ژئوپلیمریزاسیون واکنشی بین کاتویون های شیمیایی جهت تشکیل سیلیکات آلومینیوم است.

اتم های سیلیسیوم و آلومینیوم با یکدیگر واکنش داده و مولکول هایی تشکیل می دهند که از لحاظ شیمیایی و ساختاری مشابه مواد چسبنده در سنگ می باشند. بنابراین تکنولوژی تولید سیمانی را در نظر می گیریم که در آن سنگ آهک بکار نرفته و در عوض سیلیکات آلومینیوم بکار می‌رود. سیمان ژئوپلیمر کاربردهای گوناگونی دارد و توانایی جایگزینی با سیمان پرتلند را دارد. ژئوپلیمر می‌تواند مشابه سیمان پرتلند با سنگ‌دانه های ریز و درشت و دیگر مصالح ترکیب شود و به‌صورت بتن یا ملات بکار روند. این بتن در مقایسه با بتن سیمانی مقاومت کششی و فشاری بیشتر، سرعت سخت شوندگی بالا، تخلخل و نفوذپذیری کمتر، و مقاومت فوق العاده در برابر حریق و حملات شیمایی دارد. این سیمان برنگ سبز است و از لحاظ زیبایی سطح کار شده مناسب است. همچنین مناسب لوله های فشاری و تونل های آبرسان است و در کارهای دریای بدلیل آنکه نمک بر آن تاثیری ندارد استفاده می‌شود.
بنابراین ژئوپلیمر فرآورده های ضایعاتی را به محصول مفید تبدیل می کند و اینگونه بتن ها جهت کاهش مصرف سیمان و آلودگی محیط زیست در سازه ها بکار می‌روند و با آنکه بتن عاری از سیمان پرتلند است ولی مقاومتی برابر و حتی بیشتر از بتن سیمانی دارد با این تفاوت که کاهش حجم کمتری داشته و تقریباً حرارتی تولید نمی کند.
بتن ژئوپلیمر بسته به مقاومت موردنظر ترکیبی از %60> مصالحی نظیر خاکستر زغال‌سنگ یا سرباره کوره ذوب آهن یا متاکائولین، %85> سنگ‌دانه و ماسه، %20> آب و سایر افزودنیهای مجاز است. استفاده از بتن ژئوپلیمر مستلزم انجام آزمایشات ویژه و تعیین خصوصیات و رفتار بتن تحت عوامل مختلف است و لازم است در حد استانداردهای تعیین شده قرار گیرد. چنانچه بتن سیمان پرتلند را نوعی مصالح استاندارد قلمداد می‌کنند، بتن ژئوپلیمر نیز باید روندی مشابه بتن معمولی را طی کند تا بدرجه استاندارد برسد. لذا موارد زیر قبل از استفاده بتن ژئوپلیمری در سازه مورد بررسی قرار می گیرد:

1. مقاومت فشاری 28 روزه
2. میزان انقباض (کاهش حجم)
3. مقاومت خمشی
4. مقاومت کششی
5. نسبت پواسون
6. مقاومت چسبندگی و کشش میل‌گرد
7. خزش

موارد 1 و 2 مستقیماً وابسته به مصالح تشکیل دهنده بتن می باشند. موارد 3 تا 7 بستگی به انواع بتن و کاربرد آن در سازه دارد و در درجه دوم اهمیت قرار می گیرند. در دهه اخیر محققین بسیاری خصوصیات بتن ژئوپلیمری را بررسی نمودند. نتایج تحقیقات نشان می دهد که بتن ژئوپلیمری خصوصیاتی نظیر بتن معمولی دارد. از نظر مزایا و کاربردهای ژئوپلیمر در مقایسه با سیمان پرتلند می‌توان موارد ذیل را نام برد:

• منابع مواد اولیه فراوان: هر عنصر پوزولانی یا سیلیکات ها یا سیلیکات های آلومینیوم جهت ترکیب در حلال قلیایی کافی است.
• صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست: ژئوپلیمرها به مصرف انرژی زیاد احتیاج ندارند. پروسه حرارتیترکیب سیلیکات های آلومینیوم در مواد اولیه در مقایسه با سیمان پرتلند بسیار ناچیز است بعلاوه آنکه مقدار بسیار کمی دی اکسید کربن آزاد می‌گردد.
• فن آوری ساده: ژئوپلیمر از ترکیب ساده سیلیکات آلومینیوم و واکنش آن با حلال های قلیایی حاصل می‌شود، سپس در حرارت معمولی عمل می یابد. در مدت زمان کوتاهی، مقاومت قابل توجهی به دست می آورد. تهیه آن مشابه بتن سیمانی است.
• پایداری حجم: ژئوپلیمرها چهار پنجم سیمان پرتلند از خود کاهش حجم نشان می دهد.
• مقاومت فشاری بالا در مدت زمان کوتاه: ژئوپلیمرها 70 درصد مقاومت فشاری خود را در 4 ساعت اولیه به دست می‌آورند.
• مقاومت خمشی: تقریباً دو برابر بتن سیمانی
• مقاومت شیمیایی: مقاومت در برابر حمله اسید سولفوریک از دو تا پنج برابر در مقایسه با بتن سیمانی.
• تخلخل و نفوذپذیری پائین: ده برابر کمتر از بتن سیمانی
• دوام بسیار بالا: بتن ژئوپلیمر یا ملات ژئوپلیمر هزاران سال در معرض هوازدگیبدون از دست دادن خصوصیات خود دوام دارد.
• ضد حریق: ژئوپلیمر می‌تواند حرارتی بین 1000 تا 1200 درجه را بدون آنکه آسیبی ببیند تحمل کند.

ویژگی های نامبرده نشان می دهد که بتن ژئوپلیمر کاربردهای وسیعی در تمام زمینه ها از جمله مهندسی عمران دارد. لذا این بتن خصوصیات ویژه ای دارد که در بتن سیمان پرتلند چنین خصوصیاتی یافت نمی شود و لازم است توجه بیشتری به این نوع بتن شود.

• افزودنی‌های حباب زا رزین های طبیعی چوب 

کم توجهی به مقاومت فشاری بتن و نسب آب به سیمان، برخلاف تصور عموم مهندسان، از مواردی است که تقریبا تمامی آیین نامه ها به‌منظور طراحی سازه های با دوام بدان اشاره نموده اند. استفاده از آرماتورهای پوشش دار و افزایش ضخامت پوشش نیز از گزینه هایی است که به‌منظور جلوگیری از خوردگی آرماتور و در نتیجه بهبود پایایی سازه ها مطرح می‌گردد. با این وجود استفاده از آرماتورهای با لایه های اپوکسی به دلیل تغییر در مقاومت چسبندگی بین آرماتور و بتن و همچنین تحمیل هزینه‌های سنگین محدودیت هایی را به همراه دارد. از سوی دیگر ضخامت زیاد پوشش بتنی تنها هنگامی موثر است که نفوذپذیری بتن کم باشد.

به عبارت دیگر پوشش بتن نامناسب با هر ضخامتی نمی تواند یک محافظ موثر در برابر نفوذ یون کلر باشد. از سوی دیگر، سطح بتن به‌عنوان خط مقدم دفاع در برابر نفوذ عناصر مخرب محسوب می‌شود. بنابراین بر اساس این نظریه، آسیب دیدگی سازه ها ناشی از عوامل محیطی، کاملا به عملکرد و کیفیت لایه سطحی بتن در مقابل نفوذ عناصر مخرب بستگی دارد.

برای عملکرد مناسب سازه بتنی، سطح بتن باید بتواند در مقابل نفوذ دی اکسید کربن، یون های کلر و رطوبت، که باعث تشکیل پیل خوردگی می گردند، مقاومت کند. ساختار این سطح با دیگر نقاط بتن، مخصوصا مغزه بتن، کاملا متفاوت است و به طوری که مقدار و اندازه تخلخل ها در این قسمت، بیشتر از مغزه بتن است.

بنابراین لایه سطحی بتن آمادگی بیشتری برای نفوذ عوامل مخرب دارد. با توجه به این موارد استفاده از پوشش های سطحی بتن می‌تواند راهکار مناسبی در خصوص مقابله با پدیده خوردگی آرماتور و افزایش پایایی سازه ها باشد. استفاده از پوشش های سطحی با توجه به مزایای فراوانی که دارند نه تنها به ساختمان های مسکونی محدود نمی شود بلکه در اسکله ها، ستون های پل و سازه های استراتژیک نیز گسترش چشمگیری داشته است. پوشش های سطحی بتن به‌عنوان خط مقدم دفاع، نرخ نفوذ آب و یون های مضر به داخل بتن را محدود می‌کنند و بنابراین پایایی دراز مدت بتن های مسلح را بهبود می‌بخشد. نمونه های نسبتا موفق از اجرای این پوشش ها را می‌تواند در سازه های زیربنایی واقع شده در شهر قشم، شرایط خورنده خلیج فارس، مشاهده نمود.

17. پوشش‌ها

پوشش های سطحی را به چند طریق می‌توان دسته بندی نمود. یکی از کلی ترین این تقسیم بندی ها، طبقه بندی بر اساس اندرکنش ماده حفاظتی و بتن است. البته در خصوص این نوع طبقه بندی نیز تعریف واحدی بین متخصصان امر وجود ندارد و چندین دسته بندی در ادبیات مربوط به پوشش های سطحی در این راستا وجود دارد. واکنش دهنده ها، نفوذ کننده ها، اندودها و درزگیرها نمونه هایی از این دسته بندی هستند. برخی از کارشناسان پوشش های سطحی را از نگاه پایه آنها دسته بندی کرده اند. پوشش های پایه آبی، پایه الکلی، پایه روغنی و پایه سیمانی مثال هایی از این نوع تقسیم بندی هستند. طبقه بندی دیگر، تقسیم بندی پوشش ها بر اساس نوع ژنریک آنها است. اپوکسی ها، اورتان ها و اکرلیک ها نمونه هایی از این نوع دسته بندی می باشند. در متداول ترین تقسیم بندی، پوشش های سطحی بتن به چهار دسته درزگیرها و پوشش ها، مسدود کننده‌های منافذ، روکش های سطح و نفوذ کننده ها تقسیم بندی می‌گردد.

درزگیرها و پوشش ها لایه ای محافظ بر سطح بتن ایجاد و از نفوذ عناصر مخرب مانند دی اکسید کربن جلوگیری می‌کنند. معمولاً موارد درزگیر تا عمق کمی به داخل بتن نفوذ می‌کنند. درزگیر ها و پوشش ها در چند لایه اعمال می‌شوند و ضخامت آن ها بین 100 تا 300 میکرومتر است. مسدود کننده ها موادی را شامل می‌شوند که به داخل منافذ بتن نفوذ کرده و با اجزای بتن واکنش می دهند. از متداول ترین مسدود کننده ها می‌توان به مواد حاوی محلول سیلیکات و محلول سیلیکو فلوریت اشاره نمود.

روکش های سطح، اندود ضخیم سیمانی است که معمولاً به وسیله ماسه بر سطح بتن اعمال می‌شود. به‌طورکلی روکش های سطح شامل ملات های سیمان، ملات سیمانی اصلاح شده و لاتکس های پلیمری است. در این سه دسته از پوشش ها که به آنها اشاره شد، لایه ای برروی بتن ایجاد می‌شود که از ورود یون های مخرب به داخل بتن جلوگیری می کند. این مساله باعث می‌شود تا بخار آب، گازهای مضر و اکسیژن نیز قابلیت خروج از بتن را نداشته باشد و در نتیجه هوای داخل فضایی که توسط این المان های بتنی محصور شده اند، نامطلوب می‌شود. علاوه بر آلودگی هوای داخل، مرطوب شدن هوا و عدم ارتباط با هوای آزاد باعث مرطوب شدن دیوارهای گچی و در نتیجه طبله کردن آنها می‌شود.

18. تنفس بتن

استفاده از پوشش های ذکر شده به‌منظور جلوگیری از خوردگی باعث مختل شدن عملکرد قسمتی از سازه می‌شود که سالانه خسارات عمده ای را تحمیل می کند. از این رو باید به فکر استفاده از پوششی افتاد که با وجود اینکه از نفوذ یون های مضر جلوگیری می کند، اجازه خروج بخارهای آب و گاز را از بتن می دهد. این دسته از پوشش ها به نفوذکننده ها شهرت دارند که معمولاً به‌صورت محلول با ویسکوزیته کم تولید می‌شوند.

نفوذ کننده ها قادرند که به داخل بتن نفوذ کنند و دیوار منافذ را پوشش دهند. نفوذکننده ها، منافذ بتن را مسدود نمی کنند و بنابراین بخار آب و گاز های مضر می توانند از بتن به خارج راه یابند و در نتیجه عمل تنفس انجام گیرد. از متداول ترین نفوذکننده ها می‌توان به سیلان ها، سیلوکسان ها و رزین چوب اشاره کرد. خروج رطوبت از بتن در اثر خاصیتی که این دسته از پوشش ها دارند، باعث می‌شود تا بتن در سیکل های ذوب و یخ پوسته پوسته نشود. همان طور که می دانیم خارج نشدن بخار آب از بتن و محبوس شدن رطوبت می‌تواند باعث تخریب و آسیب بتن در چرخه های ذوب و یخ شود. برای به کاربردن این مواد سطح بتن و یا مصالح ساختمانی باید تمیز و عاری از هرگونه آلودگی باشند. این پوشش در شکل ظاهری بتن تغییر چندانی ایجاد نمی کند و سطح تمام شده، سطحی صاف و شفاف است.

تفاوت سیلان، سیلوکسان و رزین چوب در محتوای مواد جامد آنها است. سیلان و سیلوکسان از مواد خام که پایه آنها سیلان است تشکیل شده اند. با توجه به آلی بودن آنها مقاومت کمی در برابر اشعه فوق بنفش، پاشش نمک، باران اسیدی و آلودگی هوا دارند و در صورتی که در معرض یکی از این عوامل قرار بگیرند به سرعت تخریب می‌شوند. از این رو نمی توان انتظار داشت که پوشش های سیلانی و سیلوکسانی در دراز مدت عملکرد مطلوب خود را حفظ کنند. سیلان دارای ساختار ملوکولی باز است و معمولابر روی سطوح متراکم افقی مورداستفاده قرار می گیرد. با توجه به سرعت تبخیر زیاد سیلان، پس از اعمال آن برروی سطح بتن تا 40 درصد از آن قبل از تشکیل رزین تبخیر می‌شود.

سیلوسکان دارای ساختار مولکولی بزرگتری نسبت سیلان است و قابلیت کاربرد برروی سطوح با تخلخل نسبتا زیاد را دارد. هنگامی که سیلان و سیلوکسان بر روی بتن اعمال می‌شوند در عمق بتن نفوذ می‌کنند و با قلیای بتن واکنش داده و تشکیل رزین می دهد. رزین تشکیل شده خاصیت الاستومر Elastomer ندارد و طوری طراحی شده است که اندازه حفرات آن کوچکتر از مولکول های آب باشد. در خصوص عمق نفوذ باید به این مطلب اشاره نمود که سیلان ها نسبت به سیلوکسان ها در عمق بیشتری به داخل بتن نفوذ می‌کنند.

سیلان و سیلوکسان های طبیعی خاصیت عایق بندی سنگ های طبیعی و چوب را ندارند. در صورت نیاز به عایق بندی این مصالح با سیلان و سیلوکسان، در فرایند تولید آنها باید کاتالیزورهای مناسب به ترکیب افزوده شود. در هر حال با توجه به ساختار ملکولی سیلان و سیلوکسان، امکان عایق بندی مصالح با تخلخل زیاد مانند بتن سبک، با این پوشش ها وجود ندارد. دسته سوم از پوشش هایی که قابلیت تنفس را به سازه می دهد و ضعف های سیلان و سیلوکسان را ندارد، رزین چوب است. رزین چوب پوششی است غیر آلی که برخلاف سیلان و سیلوکسان بدون نیاز به خاصیت قلیایی بتن با زیر لایه واکنش می دهد و می‌تواند تمام مصالح ساختمانی از جمله سنگ را آب‌بند نماید. این رزین نسبت به سیلان و سیلوکسان در عمق کمتری در بتن نفوذ می کند، با این حال در مقابل اشعه فوق بنفش، باران های اسیدی و آلودگی های هوا مقاوم است و می‌تواند مدت بیشتری دوام داشته باشد.

19. سبک کردن خمیر سیمان بتن با مواد حباب زا

برای این منظور از موادی با پایه حیوانی مانند: سم، شاخ، خون و دیگر اعضا احشام و یا مواد خاص شیمیایی استفاده میگردد؛ این مواد که حباب زا می باشند با ایجاد تخلخل در خمیر سیمان، وزن بتن تولیدی را کاهش می دهند. این نوع بتن سبک، بتن کفی یا گازی) (CLC Cellular Lightweight Concrete نامیده می‌شود.
مواد شرکت کننده در ترکیب این نوع بتن سبک عبارت‌اند از:سیمان،ماسه،آهک(بسته به نوع بتن کفی)، مواد حباب زا، آب و افزودنی هایی مانند: میکرو سیلیس (Micro Silica)، فوق روان‌کننده‌ها (Super Plasticizer)، خاکستر بادی (Fly Ash)، الیاف پروپیلن، پلون و غیره.
البته نوعی از مواد حباب زا در پایین آوردن جذب آب بتن نیز کاربرد دارند؛ این مواد با ایجاد حفرات بسیار ریز که برای حداکثر قطر آنها استاندارد تعریف شده، حفرات موئینه داخل بتن را بسته و مانع از نفوذ آب در آنها می‌شود.
مواد حباب زا یا کف ساز شیمیایی، معمولاً از نظر محیط زیست تجزیه ناپذیرند و برای تأمین پایداری آنها از کلراید استفاده می‌گردد و به این نکته باید توجه خاص نمود که خود کلراید، خورندگی زیادی در تماس با فولاد دارد؛ و از مواد حباب زا ی دارای کلراید نباید در بتن مسلح استفاده گردد و به همین دلیل بتن تولیدی با این مواد، دارای کاربرد سازه ای نمی باشند.
در تولید نوع دیگری از بتن کفی یا گازی از فوم استفاده می‌گردد به این نحو که فوم در داخل میکسر با بتن مخلوط گردیده و باعث کاهش وزن بتن تولیدی می‌گردد. امروزه با تولید فوم های ارزان قیمت، این نوع از بتن کفی کاربرد وسیعی پیدا کرده و با توجه به صرفه اقتصادی آن شرکت های بزرگ ساختمانی و شرکت های تولید کننده مواد افزودنی بتن اقدام به بکارگیری این نوع بتن کرده اند.

• هوازاى بتن MTOAIR220

عملکرد اصلى مواد افزودنى هوا زا، ایجاد حجم معینى از حباب هاى ریز میکروسکوپى و توزیع آن در بتن و ملات به‌منظور افزایش مقاومت بتن در برابر سیکل هاى یخبندان ذوب مى باشد.
وجود تعداد زیادى حباب‌های میکروسکپى هوا که به طور جداى از هم در داخل بتن قـرار مى گیرند باعث خنثى شدن فشارهاى ناشى از یخ‌زدن ذرات نفوذى آب و یا تورم ناشى از تبلور سولفات‌ها گردیده و دوام و پایدارى بتن را بطور قابل ملاحظه اى افزایش مى دهد. افزودنى ACOM-U8 مطابق با استاندارد ASTM C-260 مى باشد.

• روش و میزان مصرف:

در بتن‌ریزی هاى مربوط به بزرگراه ها، پیاده روها، ساخت جدول های بتنى، نیروگاه هاى برق، سدها و مخازن. اجراى بتن هاى مقاوم در مقابل نفوذ املاح و مواد شیمیایى و بتن هاى در معرض سیکل هاى یخبندان/ ذوب مانند سردخانه ها و نواحى سرد سیر. هوازاى ACOM-U8 را بمیزان 2/0 – 02/0 در صد وزن سیمان مستقیما به آب مصرفى بتن اضافه نمایید. میزان دقیق مصرف با انجام آزمایش هاى سعى و خطا در کارگاه تعیین مى شود که تابع عوامل زیر است:

• نوع سیمان و میزان نرمى آن
• نسبت هاى آب به سیمان و ماسه به سیمان
• مقدار سیمان در متر مکعب بتن

میزان مصرف ACOM-U8 با میزان ریزى سنگ‌دانه نسبت مستقیم دارد و جدول زیر مى تواند بعنوان راهنماى میزان مصرف آن به کار گرفته شود.

20. حداکثر قطر سنگ‌دانه‌ها بر حسب اینچ

• 3/8
• 1/2
• 3/4
• 1
• 11/2
• 2
• 21/2

درجه حرارت محیط

سرد

– 0.12 – 0.2
– 0.12 – 0.2
– 0.1 – 0.19
– 0.1 – 0.19
– 0.08 – 0.17
– 0.07 – 0.15
– 0.05 – 0.13

متوسط

– 0.1 – 0.19
– 0.08 – 0.17
– 0.07 – 0.15
– 0.05 – 0.13
– 0.05 – 0.13
– 0.04 – 0.12
– 0.03 – 0.11

گرم

-0.05-0.13
– 0.04 – 0.12
– 0.03 – 0.11
– 0.02 – 0.08
– 0.02 – 0.07
– 0.02 – 0.05
– 0.02 – 0.03

میزان مصرفAE–1 بر حسب درصد وزن سیمان؛ به طور کلى مصرف افزودنی هاى هوا زا به علت کاهش وزن مخصوص بتن منجر به افت مقاومت آن مى شود که این نقیصه را می‌توان با مصرف سوپر روان‌کننده SP -1 یا MS -1 برطرف نمود.

مشخصات فنى:

• حالت فیزیکى: مایع غلیظ
• رنگ  قهوه اى
• وزن مخصوص: 0/8gr/cm³
• PH: حدود 5/9 – 5/ 8
• یون کلر: ندارد
• زمان مصرف و نحوه نگهدارى: تا شش ماه به دور از گرماى شدید و یخ زدگى
• بسته بندى: در گالن هاى پلاستیکى 20 لیترى و بشکه هاى 220 لیترى

گروت برای زیر صفحات

• Non-Shrink Grout
• SASHIMI 700

هدف از استفاده:

ساشیمی 700 » محصولی است جهت تزریق و پر کردن حفره ها، شکاف ها، فضاهای خالی بین صفحات ستون ها و… که پس از گیرش و سخت شدن، قابلیت انبساط برای جبران انقباض پلاستیکی را دارا است.

دامنه کاربرد

1. اجرای زیر سازی های فولادی ساختمان ها و محدوده زیر ستون ها
2. پایه های محل استقرار ماشین آلات سنگین
3. پرکردن شکاف ها، حفره ها، فضاهای خالی و اطراف میل مهار ها

خواص و اثرات

– ملات منبسط شونده برای جبران انقباض ناشی از خشک‌شدن بتن
– کارآیی بالا، سهولت مصرف، روانی مناسب
– افزایش مقاومت اولیه در اثر کاهش نیاز به آب و عدم وجود کلراید
– افزایش مقاومت نهایی و کاهش نفوذپذیری
– مقاوم در برابر ضربه و ارتعاش

مشخصات فنی:

• رنگ: طوسی
• حالت فیزیکی: پودر
• قابلیت اختلاط: با آب
• میزان مواد قلیایی: کمتر از معادل gr 5 Na2O در هر لیتر
• وزن مخصوص :3 cm⁄ gr 1/5
• میزان ید کلر: صفر

21. طرح اختلاط و میزان مصرف

با توجه به شرایط فیزیکی و دمای محل کار افزودن حدود 1/5 تا 2 لیتر آب برای هر 10 کیلوگرم پودر ساشیمی 700 کافی است.

1.21. روش مصرف و توصیه های فنی

سطح زیر کار را کاملا تمیز و عاری از هر گونه چربی، مواد روغنی و سایر اجسام خارجی نموده و بستر کاررا قبل از مصرف ساشیمی 700 مرطوب نمایید. سپس به میزان موردنیاز ملات ساشیمی 700 را آماده کرده و به خوبی مخلوط نمائید. گروت آماده شده را حداکثر در مدت 20 دقیقه مورداستفاده قرار دهید. حداکثر ضخامت ملات 5/7 سانتی متر توصیه می‌گردد. پس از اجرا نیز عملیات عمل‌آوری را با استفاده از کیورینگ بتن ساختمان شیمی یا موارد مشابه نظیر آب پاشی و … انجام دهید.

شرح:

فوق روان‌کننده Daracrete 107R a یک افزودنی کاهنده آب و دیر گیر کننده
فاقد کلراید بوده که بر پایه پلی‌ نفتالین و مشتقات گلوکونات با وزن
ملکولی بالا تولید می‌شود. این فوق روان‌کننده دارای عملکردی بالا بوده
که به نحو چشمگیری پخش شدن ذرات سیمان را بهبود می‌بخشد.
MTOCRET N540 به دلیل داشتن ساختار ویژه ملکولی، ذرات ریز موجود در مخلوط بتن را پخش کرده و سبب می‌شود که آب موجود در مخلوط به نحو موثرتری عمل کند و از شکسته شدن و پخش شدن ذرات سیمان جلوگیری نموده و هیدراتاسیون اولیه سیمان را به تأخیر اندازد به نحوی که زمان گیرش بتن به تعویق افتد، بدون اینکه اثر سویی بر گیرش و مقاومت نهایی بتن داشته باشد. MTOCRET N540 بر اساس استاندارد ASTM C494 در رده F و G قرار می گیرد.

موارد استفاده:

– مناسب بتن‌ریزی در هوای گرم
– کاهش میزان نسبت آب به سیمان (W/C)
– افزایش میزان تأثیر آب مصرفی در مخلوط بتن
– حفظ کارآیی بتن‌ های آماده در هوای گرم
– افزایش زمان کار پذیری بتن
– سازه ‌هایی با تراکم آرماتور زیاد
– آماده سازی بتنی با عملکرد بالا و حالت روانی عالی
– بتن ‌های پیش ساخته با مقاومت زودرس
– مقاوم سازی سازه های بتن مسلح در برابر عوامل خورنده مانند بتن ستون ها، پل‌ ها، مخازن آب و سدها، بتن ‌های پیش ‌ساخته
– بتن ‌های متراکم شونده
– بتن ‌هایی که نیاز به حفظ کارایی در زمان حمل طولانی دارند

22. مزایا استفاده از فوق روان‌کننده‌ها

• افزایش آب‌بندی بتن
• افزایش زمان گیرش اولیه بتن
• تسریع در روند کسب مقاومت نهایی بتن
• افزایش قابل توجه کارایی و خاصیت حفظ اسلامپ بتن
• افزایش دوام و کاهش نفوذپذیری
• کاهش دمای هیدراتاسیون بتن
• بهبود و افزایش کیفیت نمای سطحی
• مناسب برای بتن‌ریزی در دماهای بالا
• افزایش قابل ملاحظه مقاومت اولیه و نهایی
• هوای اضافی در بتن ایجاد نمی کند
• جمع‌شدگی زیانباری به همراه ندارد
• کاهش ویبراسیون
• افزایش مدول الاستیسیته بتن
• افزایشمقاومت خمشی بتن
• افزایش چسبندگی بتن به آرماتورها و فولادهای پیش ‌تنیده
• بهبود خاصیت چسبندگی و پخش ذرات ریز در بتن
• کاهش آب انداختگی و جدایی سنگدانه‌ ها و پمپاژ راحت بتن
• کاهش قابل ملاحظه نسبت آب به سیمان
• تولید بتن پر مقاومت، بدون افزایش میزان سیمان مصرفی
• فاقد کلراید و در نتیجه مناسب برای استفاده در بتن‌های مسلح و پیش تنیده
• سازگاری با انواع سیمان پرتلند و مواد جایگزین سیمان مانند میکروسیلیس
• حفظ کار پذیری بتنو جلوگیری از انسداد بتن در پمپ

1.22. میزان مصرف از فوق روان‌کننده‌ها

MTOCRET N540 در مقادیر مختلفی با توجه به نوع مصالح، مورد مصرف قرار می گیرد. میزان مصرف بهینه این ماده بایستی از طریق مخلوط های آزمایشی و با توجه به شرایط محیط و خصوصیات مصالح به دست آید ولی میزان مصرف معمول 3/0 الی 3/1 درصد وزن سیمان توصیه می‌گردد. برای مصارف خارج از محدوده پیشنهادی حتما با گروه فنی شرکت تماس حاصل فرمایید. میزان مصرف بیش از حد توصیه شده باعث روانی زیاد و تأخیر در زمان گیرش می‌شود و مصرف کمتر از حد توصیه شده تاثیرات موردنظر بر بتن را نخواهد داشت. هنگام ساخت بتن در بچینگ، MTOCRET N540 می‌تواند با آب اختلاط بتن، به مصالح بتن در بچینگ افزوده شود یا آن را به طور جداگانه به بتن مخلوط شده در محل ساخت بتن یا به داخل تراک میکسر اضافه کرد. زمان میکس این ماده پس از افزودن به بتن بایستی حداقل 60 ثانیه باشد.

2.22. اطلاعات فنی فوق روان‌کننده‌ها

• مواد پایه: پلی‌ نفتالین و مشتقات گلوکونات+ پلی مرهای دیگر شکل ظاهری: مایع
• رنگ: قهوه ای PH 10-8
• وزن مخصوص: 18/1
• میزان کلراید: ندارد

مدت نگهداری: 12 ماه به‌شرط نگهداری درظروف اولیه و باز نشده شرایط نگهداری: دور از سرما و یخبندان و تابش مستقیم و طولانی نور خورشید و در دمای بین c ْ 50-2

جمع‌بندی ونتیجه‌گیری

جهت آشنایی کامل با  “انواع افزودنی‌های بتن” به پکیج “دوره جامع متره و برآورد پروژه (دکتر مترور)” در صفحه اصلی وب‌سایت مراجعه فرمایید.