کاربرد و مصرف انواع افزودنی های معدنی و شیمیایی بتن

کاربرد و مصرف انواع افزودنی های معدنی و شیمیایی بتن
132 1400/3/23

کاربرد و مصرف انواع افزودنی های معدنی و شیمیایی بتن

پرسش 1 ـ لطفاً در مورد مواد افزودني جهت ساخت بتن مقاوم در برابر حرارت (بتن ضد آتش) و تاثير آن بر مقاومت بتن مذكور و توضيح دهيد.

پاسخ 1 ـ معمولاً افزودني شيميايي خاصي براي اين منظور ساخته نمي شود. گاه براي اندود كردن مواد سوختني مانند چوب، از آب شيشه (محلول سليكات سديم يا پتاسيم) استفاده مي كنند كه سوختن آن را به تاخير اندازد. برخي مواد افزودني پودري معدني مانند ورميكوليت (Vermiculite) يا گاه زئوليت ها ممكن است پايداري بيشتري در برابر آتش بوجود آورند. اولي مقاومت را كم و دومي در درازمدت مقاومت را افزايش مي دهد.

پرسش 2 ـ آيا پودر شاموت و سنگدانه هاي اندوزيتي مي توانند بعنوان مواد افزودني جهت بتن مقاوم در برابر حرارت باشند؟

پاسخ 2 ـ اين مواد بعنوان سنگدانه در بتن نسوز يامقاوم در برابر حرارت عمل مي كنند اما بعنوان افزودني بكار نمي رود.

پرسش 3 ـ آيا پودر شاموت موجب كاهش مقاومت نمي گردد و ميزان مصرف آن چقدر است؟

پاسخ 3 ـ قطعاً به كاهش مقاومت منجر مي شود اما اينجانب اطلاعي از ميزان مصرف آن به عنوان افزودني ندارم.

پرسش 4 ـ در صورت استفاده از مواد هوازا مقداري نشست و ترك در نمونه ها مشاهده مي شود ؟ در صورت امكان راهكاري را براي رفع اين مشكل پيشنهاد نمائيد.

پاسخ 4ـ اگر مقصود شما مواد حباب زا (Air Entraining Admixture) مي باشد بايد گفت اين مواد نشست خميري و ترك خوردگي بتن را كم مي كند و افزايش نمي دهد. احتمالاً ممكن است مقصود شما مواد گاززا و كف زا مي باشد كه اين مواد در صورتيكه از كيفيت مناسبي برخوردار باشند چنين مشكلي را بوجود نمي آورد.

پرسش 5 ـ آيا لازم است در صورت استفاده از مواد حباب زا، نمونه ها بيش از يك روز در قالب نگهداري شوند؟

پاسخ 5 ـ معمولاً چنين نيازي احساس نمي شود. در صورت مصرف مواد حباب زا ممكن است مقاومت ها بين 15 تا 20 درصد كاهش يابد و بدين علت توجيهي براي ديرتر بازكردن قالب ها وجود ندارد.

پرسش 6 ـ آيا استفاده هم زمان از زودگيركننده و روان كننده امكان دارد و مناسب است؟

پاسخ 6 ـ بله، حتي در استانداردهاي مختلف، مشخصات روان كننده زودگير ارائه مي شود و در برخي موارد مانند هواي سرد يا در ساخت قطعات پيش ساخته كاربرد چنين موادي توصيه مي گردد.

پرسش 7 ـ براي تعمير بتن هائي كه پس از سالها، ترك خورده اند (مثل بتن هائي كه در مناطق حاشيه خليج فارس قرار دارد)چه مي توان كرد؟

پاسخ 7 ـ‌ در ابتدا بايد علت ترك خوردگي بررسي گردد. سپس بايد راه حل تعمير متناسب با نوع و علت خرابي ارائه شود و نمي توان بطور كلي در اين مورد پاسخ داد. در اغلب موارد بتن هاي مسلح در آن منطقه بدليل خوردگي ميلگردها و افزايش حجم زنگ دچار تنش طبله شدن و ترك خوردگي و خرد شدگي مي شود. براي تعمير آن بايد ميلگرد زنگ زده، زنگ زدائي يا تعويض گردد و سپس اطراف و روي آن با بتن ياملات مناسب با روشهاي مختلف پرگردد.

پرسش 8 ـ غلظت مواد جامد فوق روان كننده و روان كننده حجمي است يا وزني ؟

پاسخ 8 ـ معمولاً درصد مواد جامد را در ماده مايع مطرح مي كنند. مثلاً وقتي ميزان مواد جامد افزودني 35درصد مطرح مي شود بدان معناست كه در هر صدگرم ماده افزودني 35 گرم ماده جامد وجود دارد.

پرسش 9 ـ‌ براي بتن ريزي در هواي سرد چه توصيه اي داريد؟

پاسخ 9 ـ استفاده از بتن با دماي مناسب (بالاتر از حداقل مجاز آئين نامه) و حفظ بتن در اين دما يا دمائي بالاتر تا رسيدن به مقاومت مطلوب يگانه راه حل مناسب و توصيه شده است.

براي كاهش مدت عمل آوري مي توان از دماي عمل آوري بيشتر، سيمان زودگير، سيمان بيشتر، نسبت آب به سيمان كمتر و مواد تسريع كننده استفاده نمود. بديهي است ماده اي بعنوان ضديخ عملاً در دنيا كاربردي ندارد و اغلب درايران به مواد تسريع كننده، ماده ضد يخ مي گويند واين خاصيت را ابداً در بتن بوجود نمي آورد.

پرسش 10ـ غلظت مواد كندگير و زودگير و تندگير مايع چقدر است؟ آيا اين مواد بصورت پودري نيز وجود دارند و درصد مجاز مصرف آنها چقدر است؟

پاسخ 10 ـ شركت سازنده اين مواد، غلظت هاي دلخواه خود را بكار مي برند و ضابطه خاصي وجودندارد. نوع پودري نيز براي اين مواد وجود دارد و درصد مجاز مصرف آنها توسط سازنده اعلام مي گردد و تابع نوع ماده       مي  باشد.

پرسش 11 ـ شركت هاي توليد بتن آماده اخيراً ماده اي بنام LPG  اضافه مي كنند. اين ماده چيست؟

پاسخ 11ـ بنظر مي رسد يك نام تجاري است. بهرحال معمولاً اين شركت ها از يك ماده روان كننده يا فوق روان كننده استفاده مي كنند.

پرسش 12 ـ آيا استفاده از نسل جديدروان كننده (پلي كربوكسيلاتها)، محدوديت ميزان C3A در سيمان  را بطور جدي بوجود مي آورد؟

پاسخ 12 ـ با افزايش ميزان C3A در سيمان، اثر روان كننده ها محدود مي شود و ميزان مصرف افزودني بايد افزايش يابد. معمولاً افت اسلامپ نيز در بتن بدين ترتيب بيشتر مي شود.

 

 

پرسش 13 ـ آيا مصرف نسل جديد روان كننده ها (پلي كربكسيلاتها) موجب افزايش دماي بتن مي شود؟

پاسخ 13 ـ از آنجا كه اين مواد موجب پراكنده شدن ذرات سيمان مي شود آب مي تواند به صورت كامل تري اطراف ذرات سيمان را احاطه كند، با تسريع درعمل هيدراسيون همراه است كه به افزايش گرمازائي منجر مي گردد و مقاومت هاي اوليه بالاتر مي رود. بهرحال در بتن تازه، افزايش دما چندان محسوس نيست و نمي توان گفت كه اين افزايش دما بيشتر از بتن هاي فاقد اين نوع افزودني مي باشد.

پرسش 14 ـ آيا پس از اتمام اختلاط بتن حاوي نسل جديد روان كننده ها (پلي كربوكسيلاتهاي كوپليمري) افزودن آب مجاز است و باعث گرفتن لوله پمپ در هنگام پمپ كردن نمي شود؟

پاسخ 14 ـ معمولاً بهتراست پس از افزودن افزودني روان كننده يا فوق روان كننده آب به بتن اضافه نشود و براي تنظيم رواني بتن در صورت اضافه كردن آب (در حدي كه به افزايش نسبت آب به سيمان منجرنشود) مانعي ندارد و اينجانب اطلاعي بروز چنين مشكلي ندارم و ممنوعيتي قيد نشده است. با اين حال اگر جداشدگي در بتن حاصل شود احتمال گرفتن لوله پمپ در اين حالت وجود دارد.

پرسش 15 ـ  آيا استفاده از مواد لزجت زا (VMA) در بتن هائي با ماسه درشت (مدول ريزي زياد) باعث بهتر شدن كيفيت بتن و كاهش آب انداختن نمي شود؟

پاسخ 15 ـ در صورتيكه آب انداختن بتن يك معضل محسوب شود (بويژه در بتن خود تراكم)، اگر سنگدانه هاي ريز مناسب با ريزي كافي در دسترس نباشد استفاده ازماده لزجت زا يك راه حل ساده براي رفع مشكل است.

بهرحال اين مواد ضمن حفظ انسجام و كاهش آب انداختن، رواني بتن را اندكي كاهش مي دهد و گاه برمقاومت بتن اثر منفي باقي مي گذارد كه چندان اهميتي ندارد.

پرسش 16 ـ تاثير پلي كربوكسيلاتها بر بتن هاي سبكدانه حاوي ليكا به چه صورتي است ؟ (با مصرف 3 كيلوگرم از اين مواد در هر متر مكعب بتن سبكدانه نتوانسته ايم اسلامپ مورد نظر(8 تا 16 سانتيمتر) را بدست آوريم و معمولاً اسلامپ ها  برشي مي شود).

پاسخ 16 ـ از آنجا كه طرح اختلاط خود را دقيقاً مشخص نكرده ايد نمي توان به اين پرسش، پاسخي دقيق داد. سبكدانه ها (ليكا)، جاذب آب هستند و ممكن است در طرح مخلوط بتن، آب كافي براي اين منظور در نظر نگرفته آيد لذا پس از اختلاط و جذب آب زياد توسط سنگدانه هاي سبك (ليكا)، فوق روان كننده نيز كفايت نمي كند. سعي نمائيد ابتدا اجازه دهيد سبكدانه ها تقريباً اشباع شوند و سپس فوق روان كننده را اضافه نمائيد.

هم چنين در نظر داشته باشيد كه با اسلامپ بيشتر از 10سانتي متر احتمال جداشدگي در اين بتن ها وجود خواهد داشت. برشي شدن اسلامپ نيز درنتيچه كمبود ريزدانه و مواد چسباننده حاصل مي گردد.

پرسش 17 ـ در صورت استفاده از روان كننده ها، با توجه به عملكرد ديرگيربودن آنها، در سن تعيين مقاومت 7 و 28 روزه بتن طبق آئين نامه چه تغييري ايجاد مي شود؟

پاسخ 17 ـ روان كننده ها يا فوق روان كننده ها الزاماً ديرگير نيستند. ضمناً ديرگيري در مقاومت 7 و28 روزه تاثير چنداني ندارد و اگر هم تاثير داشته باشد به اين بهانه نمي توان در سن تعيين مقاومت براي انطباق با رده مورد نظر تغييري ايجاد نمود.

پرسش 18 ـ با توجه به اينكه فوق روان كننده ها حباب زا هستند آيا خواص بتن خود تراكم را كاهش نمي دهد؟

پاسخ 18 ـ همه فوق روان كننده ها از حبابزائي زيادي برخوردار نيستند و توليد كنندگان سعي مي كنند اين خاصيت را محدود و كنترل نمايند. اگر مقصود شما از كاهش خواص بتن خودتراكم، مقاومت آنهاست بايد گفت كه حبابزائي موجب كاهش مقاومت مي شود. اگر مقصود شما كاهش رواني و كارائي است بايد گفت مشكل خاصي بوجود نمي آورد و شايد به كارائي بهتر بيانجامد. هم چنين حبابزائي  به حفظ انسجام و كاهش آب انداختن منجر مي شود كه خاصيت مثبتي محسوب مي شود.

پرسش 19 ـ‌ آيا مي توان از افزودني حباب هوا ساز در بتن خود تراكم استفاده كرد؟

پاسخ 19 ـ بله، مي توان از اين افزودني در بتن خود تراكم استفاده كرد مشروط براينكه با فوق روان كننده مصرفي سازگاري داشته باشد. بهرحال بايد مسئله كاهش مقاومت بتن در اثر مصرف اين مواد توجه داشت و نسبت آب به سيمان را كاهش داد.

پرسش 20 ـ براي ساخت بتن با مقاومت زياد و هم چنين بتن سبك، بهتر است از كدام ماده افزودني استفاده شود؟

پاسخ 20ـ همواره كاهش نسبت آب به سيمان راه حلي منطقي براي ساخت بتن پرمقاومت و با دوام از نوع معمولي و سبك مي باشد معمولاً براي اين امر مواد فوق روان كننده بكار مي رود. اضافه نمودن برخي پوزولانها مانند دوده سيليسي نيز مي تواند تا حدي برافزايش مقاومت بتن بويژه در سنين ميان مدت موثر باشد.

در مورد بتن سبك اگر مقاومت چنداني مورد نياز نباشد نياز به چنين موادي وجود ندارد مگر اينكه ايجاد رواني يا جلوگيري از جداشدگي ايجاب نمايد از مواد فوق روان كننده و دوده سيليسي استفاده شود.

پرسش 21 ـ در مورد اختلاط و مصرف توام بيش از يك ماده افزودني در بتن توضيح دهيد.

پاسخ 21 ـ امروزه در بسياري از كشورها، مصرف بيش از يك افزودني در بتن رايج است. مواد ا فزودني پودري مانند پوزولانها، سرباره ها و پودر سنگ ها از يك طرف و مواد افزودني شيميائي از طرف ديگر بصورت متداول بكار مي روند و مشكلي براي مصرف توام يك افزودني پودري معدني و يك افزودني شيميائي وجود ندارد.

پرسش شما احتمالاً در مورد مصرف دو ماده افزودني پودري معدني به صورت توام يا دو ماده افزودني شيميايي بصورت توام مي باشد.

مصرف دو ماده افزودني پودري معدني بصورت توام امروزه به تدريج متداول مي شود و چنانچه اينكار هوشمندانه انجام گردد نتايج بسيار مطلوبي را در بر دارد ولي اثرات نامطلوب آنها بر يكديگر گزارش نشده است. بهرحال بايد توجه داشت در مصرف دو يا چند پوزولان بصورت توام، مقدار آنها آنقدر زياد نباشد كه آهكي را براي تركيب پيدا نكنند و دراين حالت برخي از اين مواد همچون پودر سنگ در بتن باقي مي مانند اما ممكن است ضرري را به همراه نداشته باشند.

در مورد مصرف دو ماده افزودني شيميائي در يك بتن، همواره بايد از توليدكننده آنها در مورد سازگاري آنها سؤال شود. در صورتيكه سازگاري آنها توسط توليد كننده تاييد شد، با ساخت مخلوط آزمون، اين مورد بصورت تجربي بررسي و در صورت عدم وجود مشكل، مصرف گردند.

پرسش 22 ـ چگونه مي توان به صورت ظاهري و چشمي، ژل ميكروسيليس موجود در بازار را بررسي و كنترل نمود؟

پاسخ 22 ـ كنترل چشمي و ظاهري در اين مورد كافي نيست. بايد مطمئن شد كه ماده پودري موجود در اين گونه ژل ها از نوع ميكروسيليس (دوده سيليسي) است و هم چنين بايد از داشتن مواد فوق روان كننده در آن اطمينان پيدا نمود و درصد مواد جامد را بررسي كرد و نهايتاً در بتن، عملكرد آن را مورد مطالعه قرار داد. بديهي است تا تدوين استاندارد مناسب براي آن، اين مشكل وجود دارد زيرا در استاندارد هاي معتبر بين المللي براي اين محصول، مشخصات استاندارد و نحوه آزمايش خاصي ذكر نشده است.

پرسش23 ـ از يك پودر سيليس به عنوان ميكروسيليس در بتن خودتراكم استفاده كرديم اما موفقيت بار نبود چرا؟

پاسخ 23 ـ پودر سيليس يك ميكروسيليس نمي باشد. اولاً ريزي آن تفاوت فاحشي با ميكروسيليس دارد ثانياً  انسجام لازم در بتن خود تراكم را بوجود نمي آورد زيرا چسبندگي كافي در بتن ايجاد نمي كند. ثالثاً هيچگونه واكنشي با آهك ندارد و خنثي مي باشد در حاليكه ميكروسيليس (دوده سيليسي) يك پوزولان شديداً  فعال      مي باشد زيرا سيليس آمورف (غيربلوري) محسوب مي گردد، در صورتي كه پودر سيليس، داراي سيليس بلوري است.

بنابراين واضح است كه پودر سيليس نمي تواند نقش ميكروسيليس را ايفا كند اما به عنوان پودر سنگ، ماده مفيدي براي بتن يا بتن خودتراكم محسوب مي شود كه دراين حالت نيز بهتر است از پودرسنگهاي آهكي استفاده نمائيد.

پرسش 24 ـ تا چه حد مي توان نسبت آب به سيمان بتن را كاهش داد؟ آيا حداقل مجاز به 35/0 محدود       مي شود؟

پاسخ 24 ـ در صورتيكه بتوان تنگناي كاهش رواني بتن را از بين برد كاهش نسبت آب به سيمان مشكلي را بوجود نمي آورد. هر چند گفته مي شود كه آب لازم براي تشكيل ژل در حدود 36/0 تا 38/0 درصد وزن سيمان است و از دو بخش آب شيميائي درحدود 21 تا 23 درصد وزن سيمان و آب حفرات ژلي در حدود 15 درصد وزن سيمان تشكيل مي شود اما وجود و حضور آن از ابتدا در بتن لازم نيست. بنابراين مي توان بتني با نسبت آب به سيمان كمتر از 35/0 ساخت (البته با فوق روان كننده) و پس از گيرش، آب كافي را بعنوان آب عمل آوري در دسترس آن گذاشت تا هيدراسيون بخوبي تداوم يابد. ضمناً لازم به ذكر است كه براي كسب نتيجه مناسب لازم نيست كه همه سيمانها كاملاً هيدراته شود بلكه لازم است نسبت حجم ژل به فضاي موئينه موجود به عدد 1 نزديك شود. بنابراين در بتن هائي با نسبت آب به سيمان كمتر از 38/0  احتمالاً بخشي از سيمان هرگز هيدراته نمي شود اما ژل توليدي، همه فضاي خالي را پر مي كند كه ايده آل، تلقي مي گردد. براي اطلاعات بيشتر به كتاب خواص بتن ترجمه دكتر فاميلي (ساختار خمير سيمان هيدراته و حجم محصولات هيدراسيون) مراجعه شود.

پرسش 25 ـ تفاوت پلي كربوكسيلاتها با ساير فوق روان كننده ها چيست؟ آيا غليان در شيره بتن و راندن حباب هوا به بيرون يك حسن است يا عيب؟

پاسخ 25 ـ پلي كربوكسيلاتها به مراتب قوي تر از مواد فوق روان كننده با پايه نفتاليني يا ملاميني عمل مي كنند. از ويژگي هاي منحصربفرد آنها بيرون راندن حبابهاي هواي بتن است كه ذاتاً يك حسن محسوب مي شود اما در صورت تشديد اين حسن، در غليان بتن، شيره بتن را نيز با خود به سطح بتن مي آورد و يك نوع جداشدگي ايجاد مي كند كه كاملاً  نامطلوب است و تجمع سنگدانه در بخش تحتاني، يك نوع عدم كارائي و سفتي بتن را بوجود  مي آورد.

لذا توصيه مي شود از مصرف زياد آنها خودداري گردد و در صورت بروز مشكل غليان شديد و روزدن شيره بتن، از پودر سنگ يا ماسه هاي ريزتر يا سهم بيشتر ماسه در بتن استفاده گردد. مصرف مواد پوزولاني بويژه ميكروسيليس يا مواد سرباره اي به حل اين مشكل تا حدود زيادي كمك مي كند.

پرسش 26 ـ مواد لزجت زا (Viscosity Modifying Admixture) كه همان VMA است چه كاربردي در بتن خود تراكم دارد؟

مواد اصلاح كننده لزجت (ويسكوزيته) مي تواند به بتن، لزجت و چسبندگي كافي بدهد. از آنجا كه در بتن خود تراكم موضوع عدم جداشدگي (همگني) و عدم آب انداختن اهميت دارد گاه با روان تر كردن بتن ها بويژه وقتي بتن مزبور كم سيمان مي باشد يا مواد پودري ريز كافي ندارد و يا ماسه آن كم يا درشت است مشكل جداشدگي و آب انداختن در بتن با مصرف فوق روان كننده ها بوجود مي آيد و اگر نتوان بر اين مشكل با رفع نقايص مزبور غلبه كرد مي توان از مواد اصلاح كننده لزجت استفاده نمود.

مصرف اين مواد بويژه در بتن هاي خود تراكم در ايران كاربرد وسيعي دارد زيرا غالباً با نقايص فوق در مواد پودري يا دانه بندي و نوع ماسه روبرو هستيم .