مواد افزودني بتن

چكيده:
با وجود آنكه مواد افزودني مثل اجزاي تشكيل دهندة بتن مثل سيمان، ماسه و آب جزء اجزاي اصلي نباشد ولي به مقدار زيادي در بتن استفاده مي شود. لذا جزء اجزاي مهم بوده و كمتر مي توان از آن چشم پوشي كرد.
معمولاً بجاي آنكه از يك سيمان بخصوصي كه تمامي خواص مورد نظر ما را در خود تأمين كند، استفاده از يك سيمان معمولي كه در آن مواد افزودني بكار رفته باشد. «موادي كه بتواند خواستة ما را برآورده كنند» ترجيح داده مي شود.

به عبارت ديگر، بهترين و تها راه ممكن براي رسيدن به بتني با شرايط ايده آل استفاه از مواد افزودني مناسب مي باشد.
واژه هاي كليدي:
سيمان، بتن، مواد افزودني، آب، استاندارد ASTM، استاندارد BS، گيرش كندگيركننده، تسريع كننده، روان كننده، فوق روان كننده، كلريد كلسيم.
۲ـ مواد افزودني بتن

مقدمه:
«علت رشد زياد كاربرد مواد افزودني آن است كه اين مواد قادرند امتيازات فيزيكي و اقتصادي قابل ملاحظه اي براي بتن ايجاد نمايند. اين امتيازات شامل بوجود آمدن امكان كاربرد بتن در شرايطي كه پيش از آن مشكلات قابل توجه يا حتي غيرقابل حل وجود داشت نيز مي گردد. مواد افزودني همچنين امكان استفاده از گسترة وسيع تري از مواد متشكله در مخلوط بتن را بوجود مي آورند و در حاليكه مواد افزودني هميشه ارزان قيمت نمي باشند. ولي اجباراً باعث هزينه هاي اضافي نمي گردند، زيرا كاربرد آنها مي تواند منجر به صرفه جويي اقتصادي گردد.»

«آدام نويل، ترجمة كامران مالكي، ۱۳۷۰، ص ۲۹۵» «در عمل مواد افزودني بصورت محصولات تجاري عرضه مي شوند و در بعضي موارد، بروشورهاي تبليغاتي حاوي ادعاهاي متفاوت و گسترده اي از فوايد اين مواد مي باشند. در حاليكه اين ادعاها ممكن است صحت داشته باشند وليكن برخي از اين فوايد بصورت غيرمستقيم و بعنوان عواقب شرايط ويژه اتفاق مي افتند. و لذا مهم است كه قبل از مصرف اين مواد اثرات ويژة آنها شناخته شوند.»
«همان ، ص ۲۵۶»

۳ـ مواد افزودني بتن
نكاتي چند در مورد مواد افزودني :
«مواد افزودني مي توانند بصورت جامد يا مايع مصرف شوند كه حالت مايع آن بيشتر متداول است. زيرا مايع سريعتر و بصورت يكنواخت تر در جريان مخلوط نمودن بتن پخش مي شود. مقدار مصرف مواد افزودني مختلف كه معمولاً بصورت درصدي از جرم سيمان مخلوط بيان مي شود توسط توليدكنندگان آنها توصيه شده است؛ اما اين مقادير مصرف، اغلب برحسب شرايط متغيرند.

قدرت تأثير هر مادة افزودني مي تواند برحسب مقدار مصرف آن در بتن و نيز مواد متشكلة مخلوط تغيير نمايد. در مورد برخي از مواد افزودني، ميزان مصرف مربوطه عبارتست از: مقدار مواد جامد و نه كل جرم مادة افزودني بصورت مايع. بطور كلي مواد افزودني نبايد با پوست بدن يا چشم تماس حاصل نمايند.»
«آدام نويل، كامران مالكي، ۱۳۷۰، ص ۲۹۶»
۴ـ مواد افزودني بتن

انواع مواد افزودني:
«مواد افزودني عموماً براساس عملكرد آنها در بتن، طبقه بندي مي شوند كه دو استاندارد ASTM , BS در اين زمينه عموميت بيشتري دارند:
طبقه بندي آئين نامة «ASTM 494_92» بشرح زير است:
نوع A كاهندة آب «روان كننده»
نوع B كندگيركننده
نوع C تسريع كننده
نوع D كاهندة آب و كندگيركننده
نوع E كاهش دهندة آب و تسريع كننده
نوع F كاهش دهندة زياد آب «فوق روان كننده»
نوع G كاهش دهندة زياد آب و كندگيركننده

استانداردهاي بريتانيايي براي مواد افزودني عبارتند از: بخش اول
BS 5075 : 1982 كه مواد افزودني تسريع كننده، كندگيركننده و كاهش دهندة آب را مورد بحث قرار مي دهد؛ و بخش سوم آئين نامه BS 5075 : 1985 كه فوق روان كننده ها را مطرح نموده است.
احتمال دارد كه اين استانداردها با استانداردهاي اروپايي Pr EN 937.2 جايگزين شوند.»
«نويل آدام، ص ۲۹۵، ص ۲۹۶، كامران مالكي، ۱۳۷۰»
۵ـ مواد افزودني بتن
مواد افزودني كندگيركننده (Re tarders)
«افزودني هايي وجود دارند كه كار گيرش بتن را كه با آزمايش و /// اندازه گيري مي شود، به تأخير مي اندازند. در مورد چنين افزودني هايي در ASTM C 494_82 و BS 5075 توضيح داده شده است.

كندگيركننده ها در هواي خيلي گرم كه زمان گيرش معمولي بتن كم مي شود و نيز براي جلوگيري از ايجاد ترك هاي ناشي از گيرش بتن در بتن ريزي هاي متوالي، مفيد مي باشند. معمولاً با يك اضافه كردن يك مادة افزودني كندگيركننده در سختي بتن تأخير ايجاد مي شود و اين خاصيتي است كه در ايجاد سطح پرداخت شده مفيد مي باشند.»

«صمد ديلمتاني، ۱۳۶۹، ص ۱۶۱»
كاربرد كندگيركننده ها در بعضي مواقع مي تواند بر طراحي و روش اجراي سازه اثر بگذارند. «مكانيسم عمل كندگيركننده ها هنوز بصورت قطعي روشن نشده است.

احتمال دارد كه كه اين مواد، رويش بلورها يا مورفولوژي را اصلاح نمايند، بصورتي كه بوسيلة سطح غشاهاي سيمان هيدارته، كه به سرعت تشكيل مي شوند، جذب گرديده و رويش هسته هاي هيدروكسيدكلسيم را كند مي نمايند. اين اثرات باعث ايجاد موانع مؤثرتري براي هيدارتاسيون بيشتر، در مقايسه با حالتي كه كندگيركننده، وجود نداشته باشد، مي گردد.

مواد افزودني در نهايت همراه با مواد هيدارته شده از محلول خارج مي گردند. دقت زيادي در بكار بردن كندگيركننده ها لازم است، زيرا مقدار ناصحيح آنها مي تواند كاملاً از گيرش و سخت شدن بتن جلوگيري به عمل آورد.»
«آدام نويل، كامران مالكي ۱۳۷۰، ص ۳۰۲»

۶ـ مواد افزودني بتن
«يكي از كندگيركننده ها شكر است و عملكرد آن به نحوي است كه اگر در حد ۹٫۵ درصد وزني سيمان به بتن اضافه شود، گيرش سيمان را ۴ ساعت به تأخير مي اندازد و اگر در حد ۱/۰ وزني سيمان به بتن اضاف۶ه شود، گيرش سيمان به كلي متوقف مي شود.
از اين مقدار شكر مي توان براي جلوگيري از گيرش بتن در مواقعي كه ميكسر خراب شده و قابل تخليه نسبت استفاده كرد.»

«داوود مستوفي نژاد، ۱۳۷۷، ص ۶۰»
«بر طبق آئين نامة ASTM C 494_92 لازم است كه در مقايسة با مخلوط شاهد، مواد افزودني نوع B حداقل گيرش اوليه را يك ساعت به تأخير اندازد، اما اين تأخير نبايد بيش از سه و نيم ساعت باشد. مقاومت فشاري از عمر سه روز به بعد مي تواند ده درصد كمتر از مقاومت بتن شاهد گردد. الزامات بخش اول آئين نامة BS 5075 تا حد زيادي مشابه اند.»

«آدام نويل، كامران مالكي، ۱۳۷۰، ص ۳۰۴»
۷ـ مواد افزودني بتن
مواد افزودني تسريع كننده (accelevators)
«تسريع كننده ها افزودني هايي هستند كه سخت شدگي بتن را تسريع مي كنند. و مقاومت اولية بتن را بالا مي برند. اين نكته قابل توجه است كه لزومي ندارد. افزودني ها اثر بخصوصي روي زمان گيرش داتشه باشند، هرچند در عمل زمان گيرش بوسيلة افزودني هايي كه در ASTM و BS به عنوان تيپ A طبقه بندي شده اند كاهش مي يابد.
در ضمن افزودني هاي تندگيركننده اي هم وجود دارند كه مخصوصاً زمان گيرش را كم مي كنند.

نمونه اي از افزودني هاي تندگيركننده، كربنات سديم است كه به منظور ايجاد گيرش سريع در پلاسترهاي سيماني مورد استفاده در نماها بكار مي رود و اثرات منفي در مقاومت ملات بجاي مي گذارد. ولي با ايجاد گيرش سريع، كارهاي تعميراتي سريع را امكان پذير مي سازد.»

كلرورآلومينيوم، كربنات پتاسيم، فلوئوروسديم، آلومينات سديم و نمك هاي آهن نمونه هاي ديگري از افزودني هاي تسريع كننده مي باشند كه بايد براي استفاده از هر كدام آنها مطالعاتي كامل از نتايج كارشان هست.