انواع مختلف افزودنی های بتن –قسمت سوم (1400/06/14)

انواع مختلف افزودنی های بتن –قسمت سوم

افزودنیهای شیمیایی
مواد هواساز (Air-Entrainer)
وجود حباب هوا در بتن اجتناب ناپذیر بوده و کم و بیش در بتن ایجاد میشوند. ویبره کردن بتن بدین منظور انجام میشود که این حباب-های ناخواسته به حداقل برسند اما هیچگاه به صفر نمیرسند.
دسته دوم حبابها، حبابهای عمدی ریز و کروی شکل هستند که با استفاده از افزودنیهای هوازا)حباب ساز( یا سیمان هوازا و یا ترکیب هردو در مخلوط بتن ایجاد میشوند. لازم به ذکر است در کنار این حبابها، حبابهای هوای درشت ناخواسته با اشکال نامنظم هم ایجاد میشوند و از 4 الی 8 درصد هوای ایجاد شده در بتن ممکن است 1 الی 2 درصد آن حبابهای هوای غیر مفید و درشت باشند. با ویبره مناسب قسمتی از این حبابها از مخلوط خارج میشوند اما در صورت ویبره بیش از حد، حبابهای ریز عمدی هم خارج خواهند شد.
هوازاها بطور معمول به جهت افزایش مقاومت بتن دربرابر یخ زدن و ذوب شدن و افزایش کارایی بتن مورد استفاده قرار میگیرند. از دیگر ویژگیهای هوازاها افزایش قابلیت آب بندی، کاهش امکان تورق، افزایش مقاومت دربرابر حمله سولفاتها به علت دارا بودن فضا برای افزایش حجم واکنشها درحضور سولفاتها و کاهش امکان جداشدن دانهها میباشد. در مقابل، به ازای افزایش هر 1 درصد هوای مخلوط، مقاومت 28 روزه 3 تا 5 درصد کاهش مییابد. مواد افزودنی هواساز دارای مولکولهای باسطح فعال هستند، که دارای یک سر آبدوست و یک سر آب گریز میباشند. این افزودنی، پیوند سطحی بین مولکولهای آب را کاهش داده و باعث تشکیل حبابهای کوچک هوا میشود. باکاهش کشش سطحی آب، این حبابها تمایلی برای به هم پیوستن نداشته و پایدار میشوند.

مواد کاهنده آب
براساس استاندارد ASTM C-494 افزودنیهایی که فقط خاصیت کاهندگی آب داشته باشند تیپ A بوده، و اگر همراه با خاصیتدیرگیرکنندگی  باشند تیپ D و اگر همراه با خاصیت تندگیرکنندگی باشند تیپ E هستند که البته کاربرد کمتری نسبت به تیپ A دارند. همچنین افزودنیهایی که خاصیت کاهندگی قوی آب را دارند در دسته تیپ F قرار میگیرند. یکی از مهمترین کاربردهای افزودنیهای کاهنده آب افزایش میزان روانی مخلوط بتنی به جهت کارپذیری بهتر میباشد، ازین رو به مواد کاهنده آب، روان کننده و به مواد کاهنده قوی آب، فوق روان کننده نیز گفته میشود.
روان کنندهها و فوق روان کنندهها، برای سه هدف در مخلوط بتنی مورد استفاده قرار میگیرند:
1.  برای افزایش کارپذیری بدون ایجاد تغییر در مقدار آب و سیمان، به منظور بتن ریزی راحتتر
2.  برای کاهش آب مخلوط و کاهش نسبت آب به سیمان) W/C ( به منظور کسب مقاومت بالاتر و دوام بیشتر بتن در کارایی ثابت
3.  برای کاهش مقدار مصرف هردو ماده سیمان و آب در کارایی ثابت به منظور صرفه جویی در مصرف سیمان
روان کنندهها و فوق روان کنندهها با انواع تیپهای سیمان سازگاری دارند، همچنین مطالعات مختلف نشان داده که تاثیر این افزودنیها در حضور پوزولانها بیشتر بوده است. تفاوت بین روان کنندهها و فوق روان کنندهها نه در نوع عملکرد، بلکه در شدت عملکرد آنهاست. افزودنی فوق روان کننده توانایی کاهش آب به میزان 21 تا 31 درصد در یک اسلامپ ثابت را دارد، در حالیکه افزودنی روان کننده توانایی کاهش آب به میزان 5 تا 12 درصد در همان مقدار اسلامپ را دارد. با بالا بردن مقدار دوز مصرفی روان کننده میتوان مقدار کاهش آب مصرفی را افزایش داد، اما ممکن است موجب تاثیر منفی بر گیرش، حجم هوای مخلوط و مقاومت بتن شود. بطور معمول مقدار دوز مصرف روان کنندهها حدود 1.2 تا 1.4 درصد وزن سیمان خشک و در فوق روان کنندهها حدود 1.1 تا 1.2 درصد وزن سیمان خشک است، البته این مقادیر بسته به نوع افزودنی و مقدارماده موثر معمولا توسط کارخانه تولید کننده تعیین میگردد.
از نقطه نظر مواد تشکیل دهنده، روان کنندهها کاملا متفاوت از فوق روان کنندهها هستند. مواد تشکیل دهنده اصلی فوق روان کنندههاپلیمرهای  مصنوعی محلول در آب هستند، مانند سولفونات ملامین فرمالدهید
Sulfonated Melamyne Formaldehyde ، سولفونات نفتالن فرمالدهید Sulfonated Naphtalene Formaldehyde و یا اکریلیک پلیمرها Acrylic Polymer مانند کوپلیمرهای کربوکسیلیک اکریلیک اسید. مواد اصلی تشکیل دهنده روان کنندهها مواد آلی هستند که میتوان آنها را به چهار دسته تقسیم کرد. اولین گروه شامل نمکهای لیگنوسولفونیک اسید Lignosulfonic Acid ، که اصلاح شده آن میتواند به عنوان فوق روان کننده هم مورد استفاده قرار گیرد. گروه دوم شامل نمکهای هیدروکربوکسیلیک اسیدها Hydrocarboxylic Acid میشود. کربوهیدراتها Carbohydrate گروه سوم و گروه چهارم شامل ترکیبات متفرقه نظیر گلیسرول، پلی ونیل الکل و غیره میشود. شکلهای 1 تا 4، ساختار شیمیایی بعضی از روان کنندهها را نمایش میدهد.

برخی از تولید کنندههای روان کنندهها، بسته به مواد اولیه استفاده شده در افزودنی و قدرت روان کنندگی، فوق روان کنندهها را به دو دسته فوق روان کننده و ابر روان کننده تقسم بندی میکنند. از منظر آییننامه ای، ابر روان کننده معنی نداشته و هر دو ماده به عنوان فوق روان کننده شناخته میشوند. نکته دیگر اینکه مقادیر استفاده از فوق روان کنندهها متفاوت بوده و در ارزیابی اقتصادی علاوه بر قیمت، میزان مصرف نیز باید مورد بررسی قرار گیرد.