انواع مختلف افزودنی های بتن –قسمت دوم (1400/06/09)

انواع مختلف افزودنی های بتن –قسمت دوم

افزودنی­های معدنی

افزودنی­های معدنی به شکل ذرات بسیار ریز معدنی موجب بهبود برخی از خواص و یا ایجاد ویژگی­های خاصی در بتن می­شود. تغییر رنگ بتن، بهبود کارایی و انسجام بتن تازه و همچنین ارتقای مقاومت و نفوذناپذیری بتن سخت شده از آثار اسفاده از افزودنی­های معدنی در بتن هستند. افزودنی­های معدنی به سه دسته کلی افزودنی­های معدنی خنثی و رنگدانه­ها، پوزولان­ها که به عنوان مواد جایگزین یا مکمل سیمان شناخته می­شوند، و افزودنی­های شبه سیمانی تقسیم بندی می­شوند.

پوزولان­ها شامل مواد سیلیسی یا سیلیسی آلومینی هستند که به تنهایی فاقد ارزش چسبانندگی بوده، اما به شکل ذرات بسیار ریز در مجاورت رطوبت طی واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم، ترکیب­های با خاصیت سیمانی ایجاد می­کنند. پوزولان­ها می­توانند در مقادیر مختلف جایگزین سیمان شده و باعث صرفه جویی در مصرف سیمان شوند. کاهش سرعت و میزان حرارت ناشی از آبگیری سیمان، افزایش کارپذیری و مقاومت بتن و کاهش نفوذپذیری از ویژگی­های استفاده از پوزولان­ها در بتن می­باشند. انواع پوزولان­های متداول شامل پوزولان­های خام مانند خاکسترهای آتشفشانی و پوزولان­های صنعتی مانند خاکستر بادی  (Silica fume) و دوده سیلیسی (Fly Ash) هستند. یکی از پرکاربردترین پوزولان­ها میکروسیلیس است که می­تواند خواص مقاومتی، دوام و ... بتن را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. به طور کلی تاثیر مثبت میکروسیلیس در بتن به علت دو مکانیسم است:

  • فعالیت پوزولانی بالا و کاهش هیدروکسید کلسیم حاصل از هیدراسیون سیمان با آب و افزایش تولید ژل
  • نرمی زیاد و کاهش خلل و فرج بین ذرات ژل و سیمان و تاثیر مثبت بر تراکم و نفوذپذیری بتن

میکروسیلیس باعث افزایش چسبندگی بین ذرات سیمان و سنگدانه می­شود و به این وسیله تراوایی بتن را کاهش می­دهد. دانه­های میکروسیلیس که چندین برابر نرم تر از سیمان هستند، با پر کردن منافذ بتن، مقاومت را افزایش و نفوذپذیری بتن را کاهش می­دهند.

افزودنی­های معدنی خنثی نیز بر مقاومت بتن تاثیری نداشته، و بر بهبود کارپذیری و چسبندگی بتن تاثیرگذارند. این مواد معمولا الزامات سنگدانه­های بتنی را تامین کرده و به عنوان سنگدانه در بتن مورد استفاده قرار می­گیرند.

رنگدانه­ها از دیگر افزودنی­های خنثی هستند که به جهت تغییر رنگ بتن مورد استفاده قرار می­گیرند. افزودنی­های رنگی در سه شکل پودری، گرانول و یا بصورت مایع مورد استفاده قرار می­گیرند. شکل پودری این افزودنی که سابقه بیشتری در استفاده دارد، به صورت ذرات میکروسکوپی و به قطر حدود یک دهم قطر دانه­های سیمان می­باشند. این دانه­ها بی اثر بوده و با ذرات سیمان واکنشی ندارند و فقط در طی هیدراسیون سیمان با آب رنگ دانه­های سیمان را تغییر می­دهند. ASTM C979 استاندارد مربوط به بتن­های رنگی یکپارچه است که مقدار مصرف و نوع مواد مصرفی باید مطابق آن باشند. دوز مصرفی معمولا بین 1 تا 7 درصد وزنی سیمان است و نباید از 10 درصد بیشتر شود، چراکه ممکن است بر مقاومت بتن تاثیر داشته باشد. اکسید آهن پرکاربردترین رنگدانه مصرفی در بتن است که در گذر زمان کمرنگ نشده و شسته نمی­شود. رنگ­های اصلی تولید شده توسط اکسید آهن شامل زرد، قرمز و سیاه می­شود که توسط ترکیب آن­ها می­توان رنگ­های متنوعی ایجاد کرد. رنگ­های دیگر نظیر سبز از اکسید کروم و آبی از کبالت بدست می­آیند که به علت هزینه بالاتر، کمتر مورد استفاده قرار می­گیرند. بتن­های رنگی کاربردهای مختلفی دارند، از جمله در سازه­های نمادار که هزینه نمای بالایی دارند مانند پل­ها، و یا سنگ فرش و روسازی راه­ها به منظور تفکیک محل عبور وسایل نقلیه و حتی نمای ساختمان­ها.

افزودنی­های شبه سیمانی نیز خاصیت پنهان هیدرولیکی دارند، و اگر به نحو مناسبی فعال شوند خاصیت سیمانی خواهند داشت. این افزودنی­ها فقط در محیط قلیایی با آب واکنشی مشابه سیمان پرتلند داشته و در مقایسه با پوزولان­ها بیشتر شبیه سیمان معمولی هستند. رایج ترین این نوع افزودنی روباره آهن گدازی است.