افزودنی های بتن چیست ؟
افزودنی های بتن بطور خیلی مختصر و مفید محصولات شیمیایی که برای یک یا چند هدف خاص نظیر ثبات نسبت ( آب به سیمان ) w/c یا کاهش نسبت آب به سیمان جهت افزایش مقاومت بتن و بهبود کارایی بتن مانند خاصیت پمپ پذیری یا ایجاد خواصی نظیر ایجاد بتن خود متراکم با حداقل ویبره و یا حذف ویبره استفاده می شود.
بررسی انواع افزودنی های بتن و موارد کاربرد آنها
چرا در ساخت بتن از افزودنی های بتن استفاده می کنیم ؟
دلیل استفاده از افزودنی های بتن برای ساخت بتن عموما بدلیل موارد زیر می باشد .
- افزایش چشمگیر کارایی
- افزایش چشمگیر قابلیت پمپ پذیری در فواصل طولانی
- کاهش آب طرح مخلوط نسبت ( آب به سیمان ) w/c با حفظ کارایی
- کاهش میزان سیمان در طرح مخلوط
- کاهش هزینه استهلاک پمپ برای پیمانکار
- سازگاری به مواد پوزولانی از جمله میکروسیلیس، سرباره کوره آهنگدازی، خاکستر بادی و ....
- کاهش فضای متخلخل بتن در نتیجه کاهش آب و توزیع بهتر ذرات سیمان
- کاهش نفوذ پذیری به علت کاهش میزان آب مخلوط و توزیع بهتر ذرات سیمان
- افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن
- افزایش دوام و پایایی بتن در برابر یون های مخرب کلراید و سولفات
- افزایش مقاومت الکتریکی بتن
- بهبود نتایج حاصل از آزمایش RCPT
- افزایش دوام بتن در محیط های سرد که تحت تاثیر سیکل های ذوب و یخ قرار دارند
انواع افزودنی های بتن و کاربرد افزودنی های بتن چیست ؟
- فوق روان کننده بتن یا همان ابر روان کننده بتن
- روان کننده بتن یا همان روان ساز بتن
- ژل میکروسیلیس
- میکروسیلیس
- زودگیر کننده بتن
- ضد یخ بتن
- حباب ساز بتن
- آب بند کننده بتن تازه
- دیرگیر کننده بتن فاقد روان کننده
افزودنی فوق روان کننده بتن ( ابر روان کننده بتن ) SUPER CONCRETE PLASTICIZERS OR HIGH REDUCING ADMIXTURES (HRWRA)
فوق روان کننده بتن چیست ؟
مصرف افزودنیهای روان کننده تحولی عظیم را در اواخر دهه 50 و دهه 60 میلادی در صنعت بتن بوجود آورد که با بکارگیری روان کننده های ممتاز (فوق روان کننده ها) در دهه 70 میلادی به اوج رسید.
فوق روان کننده یا ابر روان کننده بتن ، افزودنی بر پایه نفتالین سولفونات یا بر پایه کربوکسیلات میباشد که برای ساخت بتن باکارائی بالا و خود متراکم مورد استفاده قرار میگیرد و دارای انواع دیرگیر و زودگیر و نرمال می باشد . و ساخت بتنی با کاهش اساسی نسبت آب به سیمان و افزایش کلیه مقاومت ها خصوصاً مقاومت های اولیه نسبتاً بالا تهیه می شود. براساس استانداردهای جهانی و ملی افزودنی بتن فوق روان کننده بتن یا کاهنده شدید آب به ماده ای اطلاق می شود که بدون تغییر در اسلامپ و روانی ، مقدار آب مخلوط بتن را به اندازه چشمگیری کاهش داده و یا اینکه بدون تغییر مقدار آب ، اسلامپ یا جریان روانی را به میزان چشمگیری افزایش دهد و یا اینکه هر دو خواص را به طور همزمان ایجاد کند .
خواص مذکور به عنوان اثرات اصلی افزودنی بتن فوق روان کننده بتن تعریف شده است و از خواص فرعی فوق روان کننده بتن به لحاظ ایجاد خاصیت دیرگیری در گیرش بتن و آغاز تغییر حالت بتن از حالت خمیری به سخت نام برد.
از ویژگیها و خواص فوق روان کننده بتن میتوان به افزایش اسلامپ بتن ، افزایش کارایی بتن ،کاهش نسبت آب به سیمان تا 25٪ افزایش مقاومت فشاری و نفوذ ناپذیری بتن ، افزایش انسجام و سهولت عیار ، تسریع زمان باز نمودن قالب ها ( بدلیل زودگیر بودن بتن ) ،افزایش مقاومت فشاری بتن در سنین پایین ، امکان بارگذاری و بهره برداری سریع سازه ، سازگاری با انواع سیمان پرتلند و جلوگیری از خزش و انقباض بتن نام برد .
افزودنی فوق روان کننده بتن می تواند پایایی بتن را به روشهای گوناگون افزایش دهد.
بهبود خواص بتن که در ساختار آن از افزودنی بتن فوق روان کننده بتن استفاده شده است عمدتا با کاهش میزان آب مصرفی تا حد رسیدن به اسلامپ برابر با بتن شاهد محقق می شود . آب برای بتن تازه برای تامین پایداری مخلوط بتن و انجام هیدراسیون بتن امری لازم و ضروری است ولی مصرف آب زیاد به دلیل کاهش پارامترهای مقاومتی بتن سخت شده مناسب نمی باشد .
فوق روان کننده بتن موجب ایجاد حرکت و روانی بیشتر ذرات به خصوص ریزدانه ها می شوند و این ریزدانه ها را به سوی حفرات خالی ما بین سنگدانه ها هدایت نموده و آن فضاهای خالی را پر می کنند و موجب ایجاد یکپارچگی بیشتر بتن شده و بنابراین موجب بالا رفتن مقاومت و خواص بتن و در نهایت کاهش نفوذپذیری بتن می شوند از دیگر مزایای استفاده از فوق روان کننده بتن می توان به کاهش عیار سیمان اشاره نمود . کاهش عیار سیمان مصرفی در بتن می تواند منجربه کاهش جمع شدگی بتن و کاهش خزش بتن شود که این موضوع در تولید قطعات پیش تنیده بتنی بسیار حائز اهمیت است ولی افزایش عیار سیمان منجر به تردی و شکنندگی بتن خواهد شد . همچنین در بتن ریزی های حجیم کاهش عیار سیمان برای کنترل گرمازایی بتن لازم الاجرا می باشد که این خلا کاهش سیمان با مصرف ماده افزودنی فوق روان کننده بتن برطرف می شود .
فوق روان کننده های بتن در ابتدا کیفیت و عملکرد بتن را به شدت افزایش می دهند که خود می تواند باعث افزایش عمر مفید سازه شود . همچنین افزودن فوق روان کننده بتن می تواند این امکان را ایجاد کند که از سنگدانه های بازیافتی بتن توانمند و با کیفیتی تولید کنیم . و بعداز آن انرژی مورد نیاز برای بدست آوردن مقاومت های بالای اولیه در بتن های پیش ساخته به مقدار زیادی می تواند کاهش یابد و در نهایت این هزینه با هزینه افزودنی بتن فوق روان کننده بتن جایگزین شود استفاده از فوق روان کننده بتن این امکان را خواهد داد که از بتن های پسماند بهره خوبی بگیریم و در نهایت از نظر زیست محیطی تخریب کمتری برای استخراج سنگدانه ها و سایر محصولات مورد نیاز برای ساخت بتن نماییم . ازجمله مزایای فوق روان کننده بتن بر پایه نفتالین سولفونات نسبت به روان کننده بتن بر پایه لیگنو سولفونات می توان به عدم ایجاد جباب زایی در بتن اشاره کرد . همچنین ایده آل ترین ماده افزودنی برای ساخت بتن میکروسیلیسی فوق روان کننده نفتالینی است . میزان مصرف ماده افزودنی کاهنده آب فوق روان کننده بتن باید با توجه به آزمایشات دقیق کارگاهی و همچنین شرایط جوی و مصالح مورد مصرف تعیین شود.
برای مصرف ماده افزودنی فوق روان کننده بتن باید مقدار تعیین شده را در هنگام ساخت بتن به میزان 5/0 الی 5/2 درصد وزن سیمان به آن اضافه شده و حداقل 3 دقیقه با دور بالا مخلوط شود تا ملاتی همگن و یکنواخت ایجاد گردد.همچنین امکان افزودن آن به بتن آماده و درجا در تراک میکسر نیز وجود دارد . فوق روان کننده بتن را می توان در زمان ساخت بتن به بچینگ افزود . باید دقت شود که توزین ماده افزودنی باید دقیق انجام شود و حتماً به ازای هر متر مکعب از بتن حداقل 1 دقیقه با بتن میکس شود .
کاهنده ممتاز آب بتن برپایه پلی کربوکسیلاتهاي اصلاح شده که برای تولید بتن های خودتراکم و فوق روان مناسب می باشد. این محصول با انواع سیمان همخوانی دارد مطابق استاندارد ASTM C-494 و ISIRI 2930
نسبت آب به سیمان علاوه بر تاثیر جدی بر خواص بتن سخت شده ، بر خواص بتن تازه اثرگذار است .
تاثیر W/C و عیار سیمان بر کیفیت بتن : همانگونه که در بالا عنوان شد کاهش نسبت آب به سیمان در افزایش مقاومتهای بتن (فشاری،خمشی،کششی،برشی،سایشی) ، ویژگیهای مکانیکی (مدول ارتجاعی ، ضریب پواسون و ...) و پایایی آن به ویژه در کاهش نفوذپذیری در برابر آب ، نمکهای زیان آور و کلریدها موثر است . دوام بتن را در برابر تری و خشکی پی در پی ، یخبندان و آب شدگی پی در پی و موارد مشابه بهبود می بخشد و عامل مهمی است که همه خواص بتن را بهتر می کند .
از موارد کاربرد فوق روان کننده بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد :
• ساخت بتن های مسلح و غیر مسلح
• سقف، ستون و قطعات بتني پيش ساخته
• بتن ریزی درمقاطع نازک با تراکم آرماتور بالا ( مقاطع مقاوم ) بتنهای خود تراکم
• بتن ریزی های حجیم ( سدها و سازه های بتنی و پلها ) . Mass con
• بتن ریزی قالب های لغزان و بتن های پیش تنیده
• اجرای تمامی انواع بتن دالها ، پی ها ، ستونها ، دیوارها و پل ها و ...
• بتن ریزی با پمپ و لوله با ایجاد بتن روان تر و کارآتر درارتفاع و در سازه های پرآرماتور
• بتنهای خود تراز و خود تراکم Self-compacting or self-levelling con.
• بتنهای با مقاومت بالا و فونداسيون ماشين آلات
• كليه مواردی كه بتن با كيفيت و مقاومت بالا مورد نياز باشد High strength con(HSC)
• بتن ريزی در مناطق سردسير و گرمسیر
• بتن ریزی با لوله ترمی termie و بتن ریزی زیر آب
• ایجاد نماهای بهتر با ساخت و ریختن بتن روان تر
• ساخت بتن آب بند Water – Proofing concrete.
• ساخت بتن های با دوام در برابر یخ بندان و آب شدگی
• ساخت بتن های با دوام در برابر سولفاتها و سایر مواد شیمیایی
• ساخت بتن های مناسب مناطق خورنده برای کاهش نفوذ یون کلر در بتن و حفظ میلگردها
• ساخت بتن های حاوی دوده سلیسی
• ساخت بتن ها و ملاتهای تعمیری و ترمیمی
• پر کردن زیر صفحه کف ستون با ملات یا بتن روان
• ساخت ملاتهای روان برای تزریق در توده سنگدانه درشت و تولید بتن با سنگدانه پیش آکنده
• تزریق دوغاب و ملات به داخل درزها و حفرات سنگ و خاک و پشت قطعات بتنی تونلها
امروزه دانشمندان عرصه بتن ، اعتقاد راسخ دارند که به ازاء نسبت آب به سیمان یکسان و ثابت معمولا با کاهش عیار سیمان مقاومت و دوام بتن افزایش می یابد و نفوذپذیری آن کم می شود .
این تصور که همواره با افزایش عیار سیمان شاهد افزایش مقاومت و دوام و کاهش نفوذپذیری خواهیم بود کاملا" غلط است . مسلما" اگر با فرض ثابت بودن آب ، عیار سیمان را افزایش دهیم ، با کاهش W/C روبرو خواهیم شد و افزایش در مقاومت و دوام را شاهد خواهیم بود که نتیجه کاهش W/C می باشد نه عیار سیمان . اگر با حفظ W/C بخواهیم کارآیی را زیاد نماییم ، آب و سیمان باید به همراه هم بیشتر شود که افزایش حجم خمیر سیمان را در پی دارد .
فلسفه و دلایل بکارگیری افزودنیهای روان کننده ( کاهنده آب ) : به طور کلی می توان گفت امروزه اکثر بتنها در کشورهای پیشرفته با افزودنی های مختلف من جمله روان کننده ها ساخته می شود افزودنی ها طبق ASTM C125 به موادی غیر از آب ، سنگدانه ، سیمان هیدرولیکی و الیاف گفته می شود که در هنگام اختلاط و یا درست قبل از اختلاط به بتن یا اجزاء آن اضافه می شود تا خاصیت جدیدی را در بتن خمیری یا سخت شده بوجود آورد . کمیته ACI 212 بیست هدف از مصرف افزودنی های بتن را فهرست کرده است .
مزایای استفاده از فوق روان کننده ها چیست ؟
• کاهش عملیات ویبره
• سازگار با انواع سیمان
• افزایش کارآیی و دوام
• کاهش سیمان مصرفی در بتن
• بدون تاثیر بر روی آرماتورهاي بتن
• افزایش مقاومت مکانیکی و شیمیایی بتن
• افزایش روانی بتن بدون نیاز به آب اضافی
• کاهش آب مصرفی بتن بدون تاثیر در کارآیی بتن
• افزایش روانی بدون آب افتادگی و جداشدگی دانه ها
• صرفه جویی در زمان اجرا و کاهش هزینه هاي بتن ریزی
مواد تشکیل دهنده افزودنی های فوق روان کننده کاهنده آب بتن و طبقه بندی و دسته بندی آنها
افزودنی های روان کننده یا کاهنده آب بتن را می توان از نظر نوع و ماده بکار رفته در آنها ، قدرت روان کنندگی یا کاهندگی آب ، تک کاره بودن یا چند منظوره بودن دسته بندی و طبقه بندی نمود .
• مواد حباب زا متشکل از چربیها ، پروتئین ها ، صمغ ها و شیره های گیاهی ، پودر آلومینیوم و ... .
• اسیدهای لیگنو سولفونیت و نمکهای آنها ( لیگنوسولفوناتها )
• مشتقات و مواد تغییر یافته یا اصلاح شده اسیدهای لیگنوسولفونیت و نمکهای آنها
• اسیدهای کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی و نمکهای آنها
• مشتقات و مواد تغییر یاقته یا اصلاح شده اسیدهای کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی و نمکهای آنها
• فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده
• فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده
• مخلوط ردیف های قبلی
• برخی کربوهیدراتها اپلی ساکاریدها ، اسیدهای شکر ، گلوکوناتها
• ترکیبات پلیمری خاص مانند سلولزها- اترها، مشتقات ملامین ، مشتقات نفتالین ، سیلیکون ها ، هیدروکربورهای سولفوناته
• برخی مواد غیر آلی مانند نمکهای روی ، براتها ، فسفاتها و کلریدها
• آمین ها و مشتقات آنها
• اسیدهای پلی کربوکسیلیک اترها و مشتقات آنها
• برخی پلیمرها مانند آکریلاتها
سه دلیل مستقل و یک دلیل ترکیبی را میتوانیم نام ببریم که چرا باید در ساخت بتن از افزودنی های فوق روان کننده ( کاهنده آب) استفاده کنیم ؟
- افزایش روانی (کارآیی) بتن و ملاتها
- کاهش آب مصرفی (کاهندگی یا تقلیل آب)
- کاهش عیار سیمان بتن و ملات
- دستیابی به مجموعه ای از اهداف
موارد کاربرد افزودنی های کاهنده آب بتن (روان کننده) : امروزه کاربردهای متعددی برای این مواد با قدرت کاهندگی متفاوت وجود دارد که به برخی از آنها اشاره می شود :
طبقه بندی روان کننده ها (کاهنده های آب) بتن از نظر قدرت کاهندگی آب و میزان نحوه عملکرد :
1- روان کننده ها (کاهنده های آب) معمولی یا نسل اول این مواد :موادی که قدرت کاهندگی آب در آنها حداکثر 15 درصد برای بتن روان تر و 10 تا 12 درصد بتنهای نیمه شل می باشد جزو این دسته هستند .
مواد حباب زا ، اسیدهای کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی و نمکهای آنها و مشتقات و مواد تغییر یافته آنها ، لیگنوسولفوناتها و اسیدهای آنها و مشتقات و مواد تغییر یافته این مواد ، همچنین کربوهیدراتها ، پلی ساکاریدها و اسیدهای شکر و گلوکوناتها را می توان در این دسته قرار داد . به هر حال این قدرت کاهش آب برای میزان ماده توصیه شده نباید کمتر از 5 درصد باشد .
از آنجا که این مواد در ابتدا و در دهه 50 میلادی ساخته و رایج شدند بعدها به عنوان نسل اول شناخته شدند .
این مواد معمولا میزان مصرف کاملا متفاومت دارند . لیگنو سولفوناتها بسیار رایج هستند و به صورت پودر قهوه ای تیره است که 40 گرم از آنها در 60 گرم آب حل می شود . چگالی مایع بین 1.16 تا 1.18 می باشد.
2- روان کننده های ممتاز (کاهنده آب با دامنه زیاد) یا فوق روان کننده نسل اول و روان کننده نسل دوم : اینها موادی هستند که قدرت کاهندگی آب آنها در بهترین شرایط حداکثر 25 درصد و معمولا" محدود به 18 تا 20 درصد می باشد . به هر حال حداقل قدرت کاهش آب در آنها برای میزان ماده توصیه شده نباید از 12 درصد کمتر باشد . این مواد در دهه 70 میلادی ساخته شدند و به کار رفتند .
مولکولهای سنگین و زنجیره های طولانی پلیمری مانند فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده و فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده از جمله معروفترین و پر مصرفترین این دسته از روان کننده ها می باشند . این مواد به ترتیب به صورت پودر قهوه ای تیره و سفید هستند که 35 گرم آنها در 65 گرم آب حل می گردد
چگالی محلول نوع نفتالینی 1.17 تا 1.20 و نوع ملامینی 1.09 تا 1.12 می باشد .
3- فوق روان کننده ها ( ابر روان کننده های ممتاز ) یا فوق روان کننده نسل دوم و روان کننده نسل سوم : این مواد در بهترین شرایط دارای قدرت کاهندگی آب حداکثر 35 تا 40 درصد هستند و معمولا" در بتن های نیمه شل به 30 درصد محدود می شود . این مواد باید چسبندگی مناسبی را به وجود آورد .
اسیدهای پلی کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی و مواد اتری ، همچنین آکریلاتها از جمله این دسته مواد هستند . در دهه 80 میلادی به تدریج ساخته شدند و در دهه 90 میلادی مصرف آنها رایج گردید . تولید و مصرف آنها نتیجه جذابیت بکارگیری فوق روان کننده های نسل اول و نتایج مصرف آنها در افزایش کارآیی ، مقاومت و دوام بتنها بود زیرا سعی داشتند بتوانند کاهش آب بیشتری را داشته باشند .
معمولا" این مواد به شکل مایع می باشد و چگالی آنها به صورت معمول بین 1.05 تا 1.07 است .
طبقه بندی روان کننده ها از نظر نوع عملکرد در مورد گیرش ، تسریع در کسب مقاومت یا کند کردن ، حفظ روانی و سایر خواص بتن تازه یا سخت شده :
از نظر قدرت روان کنندگی و هم چنین از نظر گیرش و روند کسب مقاومتهای اولیه در ASTM C494 و ASTM C1017 این مواد دسته بندی شده اند در ASTM C494 افزودنیهای روان کننده ( یا کاهنده آب) به 5 دسته تقسیم شده اند .
• نوع A : کاهنده آب معمولی (خنثی) با حداقل 5 درصد قدرت کاهندگی آب .
• نوع D : کاهنده آب و دیرگیر کننده با حداقل 5 درصد قدرت کاهندگی آب و دیرگیری مشخص .
• نوع E : کاهنده آب و تسریع کننده با حداقل 5 درصد قدرت کاهندگی آب و زودگیری و کسب مقاومت اولیه بیشتر .
• نوع F : کاهنده قوی آب (خنثی) با حداقل 12 درصد قدرت کاهندگی آب و کسب مقاومت اولیه بیشتر
• نوع G : کاهنده قوی آب و دیر کننده با حداقل 12 درصد قدرت کاهندگی آب و دیرگیری اما کسب مقاومت اولیه بیشتر .
در این تقسیم بندی عملا" کاهنده قوی آب با خاصیت زودگیری وجود ندارد بلکه کسب مقاومت اولیه بیشتر مد نظر بوده است و محدودیتهای مربوط به مقاومت و زمان گیرش اولیه و نهایی از نظر انحراف نسبت به مخلوط کنترل پیش بینی شده است در ASTM C1017
افزودنیهایی که تولید بتن روان (خود تراکم یا خود تراز). می نماید به دو دسته تقسیم شده اند که مسلما جزء فوق روان کننده های قوی قرار دارند .
• نوع A : روان کننده (خنثی) Plasticizer
• نوع B : روان کننده دیرگیر کننده Plasticizer and Retarder
نوع A و B حداقل افزایش حدود 90 میلی متر را باید نسبت به مخلوط کنترل ایجاد نمایند و مقاومت 3 روزه ، 7 و 28 روزه و 6 ماهه و یکساله آنها نسبت به مخلوط کنترل نباید از 90 درصد کمتر باشد .
نوع A نباید انحرافی بیشتر از یک ساعت زودتر یا 1.5 ساعت دیرتر در زمان گیرش به وجود آورد (گیرش اولیه و نهایی) .
نوع B باید در گیرش اولیه انحرافی به میزان 1 ساعت دیرتر تا 3.5 ساعت دیرتر به وجود آورد و در گیرش نهایی باید حداکثر 3.5 ساعت تاخیر ایجاد نماید .
در هر دو مشخصات استاندارد C494 و C1017 در مورد محدودیتهای مقاومت خمشی ، تغییر طول ( جمع شدگی) و افزایش طول و حداقل فاکتور دوام منظور شده است .
برخی افزودنیهای روان کننده ذاتا از کندگیری برخوردار هستند اما می توان با تغییراتی در یون فلزی نمک آنها در این امر تغییراتی ایجاد نمود . مثلا لیگنوسولفوناتها ذاتا کندگیر هستند و به عنوان یکی از مواد کندگیر (دیرگیر) کننده دسته نوع B طبق ASTM C494 کاربرد وسیعی دارند . یون کلسیم به آنها کندگیری و یون سدیم به آنها زودگیری در مقابل کندگیری می دهد . به هر حال لیگنوسولفوناتها معمولا" نمی توانند در دسته F و G و یا نوع A و B قرار گیرند .
معمولا فرمالدئید ملامین سولفوناته فشرده ذاتا زودگیرتر از بقیه هستند اما با افزودن مواد کندگیر به آنها در این خاصیت تغییراتی ایجاد می شود در حالیکه نوع نفتالینی آن ذاتا کندگیرتر است .
در حفظ روانی نیز این مواد با یکدیگر تفاوت دارند اما به طور کلی نمی توانند روانی را به مدت طولانی حفظ کنند . برخی حفظ روانی بسیار کم و برخی بیشتر دارند . تولید کنندگان این مواد سعی کرده اند با ایجاد تغییراتی در این مواد و یا افزودن برخی مواد به آنها این خاصیت حفظ روانی را گسترش دهند . مثلا با اضافه نمودن Copolymer به روان کننده های دارای پایه نفتالینی و به گروه سولفونیک و کربوکسیل روانی را در مدت بیشتری حفظ کنند (به ویژه در هوای گرم) . اینگونه روان کننده ها با نام Slump Retaining ( نگهدارنده اسلامپ ) شناخته می شوند .
وجود روان کننده هایی که یون Na (سدیم) دارند به جای کلسیم دارو در مواردی مشکل زاست . اگر واکنش زایی سنگدانه ها با قلیاییها را داشته باشیم افزودن اینگونه روان کننده ها موجب تشدید واکنش زایی و انبساط می شوند .
حفظ چسبندگی به ویژه برای Flowing Con. ضروری است وگرنه با افزایش شدید روانی ، شاهد جداشدگی خواهیم بود . معمولا" در این گونه بتنها ، ریز دانه بیشتر مصرف می شود و گاه از مواد لزجت زا (VMA) استفاده می گردد .
نحوه عملکرد مواد روان کننده در بسیاری موارد تابع میزان C3A در سیمان گزارش شده است . مثلا سیمان نوع 5 به فوق روان کننده کمتری نیاز دارد . به هر حال در سیمان با C3A کم ممکن است این مواد ، کندگیری بیشتری ایجاد نمایند .
برخی روان کننده های معمولی (نسل اول) حباب زایی دارند در حالیکه نسل دوم معمولا فاقد حباب زایی می باشند .
برای اینکه در عمل با افت اسلامپ مواجه نشویم برخی روان کننده ها یا فوق روان کننده ها را دیرتر به بتن می افزایند یا بخشی از آنها را در دیگ مخلوط کن بتن ساز می ریزند و بخشی دیگر را در محل به داخل تراک میکسر اضافه نموده و خوب مخلوط می کنند تا از خاصیت روان کنندگی به مدت طولانی تری بهره ببرند .
به هرحال جداشدگی و آب انداختن و کندگیری و تغییر در میزان حباب هوا محتمل است . تاثیر شدید بر جمع شدگی ، خزش ، مدول E برای روان کننده ها گزارش نشده است و افت مقاومت در طول زمان مطرح نگردیده است .
با مصرف دوده سیلیسی ، روان کننده های معمولی به کار نمی آیند و لازم است از فوق روان کننده ها استفاده شود .
با افزایش بیش از حد توصیه شده روان کننده ها به مخلوط بتن معمولا آب انداختن بیشتر ، جداشدگی و کندگیری بیشتری را شاهد خواهیم بود . مقدار مصرف افزودنی معمولا بر حسب درصد وزنی سیمان داده می شود اما برای مواد مایع گاه حجم آن را به ازاء 100 کیلو سیمان مطرح می کنند .
افزودنی روان کننده بتن ( روان ساز بتن ) CONCRETE PLASTICIZERS OR WATER REDUCING ADMIXTUREES (WRA)
روان کننده بتن چیست ؟
روان‌ساز بتن یا روان‌کننده بتن که با نام کاهش‌دهنده آب در بتن نیز شناخته میشود، یکی از انواع مواد افزودنیهای شیمیایی و مقرون به صرفه بر پایه لیگنوسولفونات یا کربوکسیلات و یا نفتالین به بتن طبق آیین نامه بتن ایران ( آبا ) است. که به دلیل حصول به کارایی و کاهش آب بتن به طرح اختلاط بتن افزوده می شود همچنین برای بهبود کارایی بتن تازه از این مواد استفاده میشود.
روان کننده بتن با عملکرد چندگانه است که علاوه بر کاهش میزان آب بتن ، حفظ کارایی بتن و تاخیر در گیرش را به دنبال خواهد داشت باید توجه داشت که فوق روان‌کننده از نوع بافر برای دست یابی به مقاومتهای بالا مورد استفاده قرار میگیرد.
در استاندارد ملی ایران تعریفی که برای افزودنی روان کننده بتن در نظرگرفته شده است این است که روان کننده بتن کاهنده آب محصولی است که بدون تغییر در روانی مقدار آب مخلوط بتن را کاهش دهد ویا بدون تغییر مقدار آب اسلامپ یا جریان روانی را به میزان چشمگیری افزایش دهد ویا اینکه هر دو اثر را به صورت همزمان برای بتن ایجاد کند مکانیزم اثر روان کننده بتن بر روی ذرات سیمان به این ترتیب است که بارهای منفی ذرات افزودنی روان کننده بتن بر پایه لیگنوسولفونات موجب جذب شدن آن به یون های کلسیم مثبت بر روی سطح ذرات سیمان می گردد و در نهایت پس از جذب شدن ماده افزودنی روان کننده بتن به سطح ذرات سیمان ،پراکنده شدن ذرات سیمان از دو مکانیزم دافعه الکترواستاتیکی و ممانعت فضایی صورت می گیرد . همچنین ماده افزودنی روان کننده بتن اثر مطلوبی روی کلوخه های سیمان دارد . با تشکیل کلوخه های سیمان ، آب در کلوخه های سیمان به تله می افتد و در نهایت کارایی مخلوط بتنی نسبت به حالتی که ذرات سیمان از هم جدا هستند کاهش می یابد . با افزودن روان کننده بتن بر پایه لیگنو سولفونات به بتن این کلوخه ها از هم باز شده و موجب پخش ذرات سیمان می شوند . به این ترتیب دانه های سیمان به صورت مجزا و غیر چسبیده در مخلوط حضور خواهند داشت که این امر باعث آسان تر شدن حرکت ذرات و روانی مخلوط بتنی خواهد شد .
روان کننده بتن که با شهرت کاهنده آب بتن در امر افزودنی های بتن شناخته می شود ، میزان آب مورد نیاز برای اختلاط بتن را تا حد قابل توجهی کاهش می دهد. نحوه عملکرد روان کننده بتن به این صورت است که با نشتن برذره های سیمان و بوجود آوردن نیروی دافعه میان این ذره ها باعث روانی بتن میشود.
باید توجه داشت کلیه روان کننده های بتن به صورت مستقیم موجب کاهش مقاومت بتن می گردند ( افزودن مایع آب به داخل بتن ) ولی با توجه به اثر کاهش مصرف آب ( بتن با درصد آب پایین تر ویا کارایی بالا با آب کمتر ) به تولید بتن پرمقاومت کمک می نمایند بهترین روش مصرف روان سازها حل کردن آنها در آب در زمان چند دقیقه پیش از مصرف و اختلاط مناسب در بتن می باشد.
پس از افزودن ماده افزودنی روان کننده بتن به مخلوط به ازای هر متر مکعب از بتن باید حداقل 1 دقیقه عملیات مخلوط کردن بتن انجام گیرد .
چرا در ساخت بتن از افزودنی روان کننده بتن استفاده می کنیم ؟
استفاده از ماده افزودنی روان کننده و فوق روان کننده خواص ویژه ای به شرح زیر برای بتن ایجاد خواهد نمود :
• کاهش آب مصرفی بتن
• افزایش مقاومت فشاری بتن
• امکان کاهش میزان عیار سیمان بتن
• قابلیت پمپاژ بتن به لحاظ روانی بیشتر
• جلوگیری از بوجود آمدن ترکهای سطحی
• جلوگیری از خزش و انقباض بتن
• افزایش عدد اسلامپ و روانی بتن و کارپذیری بتن
• افزایش مقاومت فشاری
• امکان استفاده در بتن های با سنگدانه های نامناسب
• امکان استفاده در قالبهای نازک و پر میلگرد به دلیل روانی بتن و خودتراکمی بتن
• افزایش عملکرد بتن بدون تغییر در نسبت آب به سیمان و در نتیجه بهبود کیفیت مقاومت بتن
• سهولت در عملیات تراکم بتن و عدم آب انداختن بتن
• صرفه جویی قابل توجهیدر مقدار مصرف سیمان بتن
انواع روان کننده های بتن
1) روان کننده نفتالینی
2) روان کننده کربوکسیلاتی
3) روان کننده لیگنو سولفات
توضیح : روان کننده ها می توانند زودگیر ، دیرگیر ، نرمال و حفظ کننده اسلامپ و یا کاهنده آب باشند.
افزودنی روان کننده پایه پلی کربوکسیلات CONCRETE PLASTICIZERS Polycarboxylate Polymers (PCE)
مقدمه
ازجمله افزودنی های بتن مواد کاهنده آب هستند که به عنوان روان کننده بتن ( Concrete Placticizer ) شناخته می شوند. در این بخش به مواد روان کننده پایه پلی کربوکسیلاتی پرداخته می شود. این مواد را می توان بر اساس آیین نامه ASTM C494 و ASTM C1017 مورد بررسی قرار داد. چگالی این مواد در حدود 1.1 گرم بر سانتی متر مکعب برآورد شده است.
مکانیزم رفتار مواد روان کننده پلی کربوکسیلات بتن
روان کننده پلی کربوکسیلات دارای یک شاخه اصلی و چندین شاخه فرعی می باشد . این مولکول ها به ذرات سیمان چسبیده و بار موجود در شاخه های فرعی باعث دفع ذرات سیمان نسبت به یکدیگر می شوند. این موضوع باعث می شود تا ذرات سیمان به خوبی در مخلوط پخش شده و در نهایت مخلوط همگن تری داشته باشیم. علاوه بر این، مولکول های روان کننده باعث دور نگهداشتن مولکول های آب از ذرات سیمان می شوند که باعث افزایش روانی می شود. به مرور زمان بار های موجود در شاخه های روان کننده از بین رفته و آب به ذرات سیمان رسیده و باعث کاهش اسلامپ و شروع هیدراسیون بتن می شود.
مزایا و دلایل استفاده از روان کننده های کربوکسیلاتی بتن
1- افزایش چشمگیر کارایی
2- افزایش چشمگیر قابلیت پمپ پذیری در فواصل طولانی
3- کاهش آب طرح مخلوط با حفظ کارایی
4- کاهش میزان سیمان در طرح مخلوط
5- کاهش هزینه استهلاک پمپ برای پیمانکار
6- سازگاری به مواد پوزولانی از جمله میکروسیلیس، سرباره کوره آهنگدازی، خاکستر بادی و ....
7- کاهش فضای متخلخل بتن در نتیجه کاهش آب و توزیع بهتر ذرات سیمان
8- کاهش نفوذ پذیری به علت کاهش میزان آب مخلوط و توزیع بهتر ذرات سیمان
9- افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن
10- افزایش دوام و پایایی بتن در برابر یون های مخرب کلراید و سولفات
11- افزایش مقاومت الکتریکی بتن
12- بهبود نتایج حاصل از آزمایش RCPT
13- افزایش دوام بتن در محیط های سرد که تحت سیکل های ذوب و یخ قرار دارند.
کاربرد های استفاده از روان کننده های کربوکسیلاتی بتن
1- بتن پر مقاومت (HSC)
2- بتن توانمند (HPC)
3- بتن فوق توانمند (UHPC)
4- بتن سبک سازه ایی(LWC)
5- بتن خود تراکم (SCC) ( استفاده در بتن هایی که میزان تراکم آرماتور بسیار بالایی دارند و امکان ویبره کافی وجود ندارد )
6- بتن های حجیم همانند سد سازی
7- تولید بتن اکسپوز
8- تزریق بتن با لوله ترمی در سازه های دریایی
9- ساخت قطعات بتنی پیش ساخته همانند سگمنت پلها
مقایسه با سایر محصولات
از جمله نکات بسیار حایز اهمیت این است که به علت مکانیزم فوق العاده در کاهندگی آب و افزایش روانی میزان مصرف این دسته از روان کننده ها به نسبت سایر مواد روان کننده از جمله پایه نفتالن کمتر است. لذا از بعد اقتصادی به صرفه تر می باشد. همچنین عملکرد بهتری نیز دارند.
شرایط نگهداری روان کننده بتن
این مواد باید در دمای اتاق در حدود 25 درجه سانتی گراد نگهداری شوند. و از تابش مستقیم نور خورشید و همچنین یخ زدگی جلوگیری شود.
نحوه استفاده از روان کننده بتن
مواد روان کننده پایه کربوکسیلاتی باید به بخشی از آب طرح اختلاط مخلوط شده و به بتن اضافه شود. از اضافه کردن این مواد به مخلوط خشک بتن به شدت پرهیز شود. برای عملکرد بهتر در هنگام پمپ کردن بهتر است دقایقی قبل از پمپ کردن به تراک میکسر اضافه شده و 60 ثانیه با دور تند بچرخد.
نحوه و شیوه اضافه کردن روان کننده ها و فوق روان کننده ها به بتن
جهت افزودن مواد افزودنی روان کننده بتن بهترین راه توصیه شده این است که محصول روان کننده بتن با 2 برابر حجم آب ترکیب شده و سپس به مخلوط بتنی اضافه شود . همچنین روان کننده بتن را در هنگام ساخت بتن در بچینگ و یا به مخلوط بتن آماده در تراک میکسر نیز می توان اضافه نمود.
دلایل و مزیت های استفاده از روان کننده بتن در ساخت بتن
مصرف روان کننده بتن موارد کاربرد گسترده ای را برای بتن ریزی های مختلف به شرح زیر ایجاد می نماید :
• تولید بتن و قطعات پیش تنیده بتنی
• امکان بتن ریزی با پمپ و پمپاژ بتن در ارتفاعات بالا
• بتن ریزی تیرها ، ستونها و دیوارهای برشی با خاصیت خود تراکمی بدون نیاز به ویبره
• امکان بتن ریزی نقاط با تراکم آرماتور بالا بدلیل خودتراکمی بتن
• امکان استفاده برای تولید آجر و بلوک بتنی
• مناسب برای ساخت بتن در مناطق گرمسیر
• امکان تولید بتن با استفاده از مصالح سنگی شکسته برای بدست آوردن بتن پرمقاومت
• مناسب برای بتن های با مصالح جذب کننده آب بالا
• امکان بتن ریزی کف های با ضخامت کم و محل هایی که امکان ویبره وجود ندارد
میکروسیلیس چیست ؟
میکروسیلیکا یا دوده سیلیسی یا سیلیکافیوم ذرات بسیار ریزی هستند که دارای ساختاری آمورف ( غیربلوری ) هستند و بعنوان یک محصول فرعی( by product ) از تولیدآلیاژهای فروسیلیس حاصل میشود.
ریزی ذرات آن در حدود 0.1 تا 0.2µ و سطح ویژه آن حدودا 20gr/m2 میباشد و در مقایسه با ذرات سیمان حدود صد برابر کوچکترند.
(سطح ویژه ذرات سیمان حدودا 0.22gr/m2 میباشد )
پیشتر بدلیل ورود به اتمسفر دارای خواص ضد محیط زیستی بوده ولی از اوایل دهه ۸۰ میلادی که استفاده در بتن خواص بتن رابعنوان یک پوزولان همانند فلای اش Fly ash بهبود داد دارای ارزش ویژه ای گردید .
میکروسیلیس بعنوان یکی از مواد جایگزین سیمان( Cement replacement materials ) در بتن باعث افزایش مقاومت، پایداری شیمیایی و دوام خواهد شد. و با درجه خلوص بیش از 90 درصد سیلیس(SiO2) بعنوان فعالترین پوزولان میباشد.
پیشرفت در زمینه علم مصالح و تحقیق روز افزون در مورد مواد متشکل بتنی باعث دستیابی به مصالحی شده که استفاده از آنها به نوبه خود توانسته است اثرات شگرفی در تولید بتن پر مقاومت بر جای گذارد دوده سیلیسی (میکروسیلیس) از جمله موادی است که توانسته است این نقش را بخوبی ایفا نماید.
استفاده ازاین ماده چه بصورت جایگزین با مقدرای ازسیمان ویا چه بصورت مواد مضاعف می تواند خیلی از مشکلات بتن حل نماید و بهبود خواص آن را افزایش دهد .
میکروسیلیس با هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 آزاد شده از آبگیری (هیدراتاسیون) سیمان ترکیب شده و ژل جدیدی (C-S-H) را می سازد این ترکیب عنصر اصلی مقاومت اضافی بتن های خاص میشود و همچنین باعث کاهش تخلخل و بهم فشردگی ذرات متشکله می گردد.
یکی از مهمترین اثرات واکنش های شیمیایی مواد پوزولانی همچون میکروسیلیس کاهش قلیایی های فلزی و محدود کردن PH در یک سطح مطمئن به لحاظ پایداری آنها و ترکیبات غیرقابل انبساط
می باشد، بنابراین خطر فعل و انفعالات دراز مدت قلیایی ها کم خواهد شد.در چنین واکنشی میکروسیلیس هیدرواکسید کلسیم را به ترکیبات پایدارسیلیکات کلسیم تبدیل می‌نماید.
می توان ادعا نمود که افزایش 20 درصد میکروسیلیس به نسبت جرم سیمان مصرفی، تقریبا تمام هیدرواکسید کلسیم سیمان را به سیلیکات کلسیم تبدیل خواهد کرد. هیدرواکسید کلسیم موجود در بتن، در آب خمیر بتن محلول بوده و به مرور زمان در ماترسی سخت شده بتن بصورت پودر کربنات کلسیم بر روی سطح بتن طاهر و ترکیب آن با سولفات ها، تشکیل گچ و یا سولفور آلومینات کلسیم را به چندین برابر افزایش حجم داده که این تغییر حجم عامل تخریب بتن میشود،
بنابراین بتن پرمقاومت (HPC) یا (uhpc) متشکل است از سنگدانه، آب، سیمان، مواد فوق روان کننده(ملامین سولفاته یا نفتالین فرمالدئید،پلی کربوکسیلات اتر ) و میکروسیلیس.
معایب میکروسیلیس :
استفاده مستقیم از پودر میکروسیلیس یا سیلیکا فیوم به دلیل آنکه ذرات بسیار ریزی در حد میکرو و نانو دارند و معمولا از ماسک رد میشوند باعث بروز ناراحتی های ریه و بروز سرطان ریه در طی تماس مدام و دراز مدت با این محصول میشود
بنابراین شرکت های تولید کننده محصولات شیمی ساختمان در ایران برای جلوگیری مضرات و خطرات این محصول ، محصولات مناسب و بهینه شده ای را دردوشکل زیر تولید و عرضه می کنند .
1. دوغاب یا سوسپانسیون میکروسیلیس
2. ژل میکروسیلیس
دوغاب میکروسیلیس : از ترکیب دوده سیلیسی یا همان میکروسیلیس با آب و مواد ضد کپک بدست می آید و یکی از بهترین راهها برای کاهش خطرات استفاده مستقیم از پودر میکروسیلیس میباشد ، هنگام استفاده از دوغاب ، به دلیل داشتن آب مضاعف ، بررسی میزان آب در طرح اختلاط میبایست بررسی و در صورت لزوم کاهش یابد . محصولات تولید شده توسط شرکتهای شیمی ساختمان در ایران معمولا با درصد خلوص ۴۰ تا ۵۰ درصد میکروسیلیس تولید میشود ، که قبل از مصرف میبایست از فروشنده اطاعات کاملتر دریافت نمود .
ژل میکروسیلیس : یک نوع از افزودنی های بوده که علاوه بر جدا از دوده سیلیسی شامل فزودنی های دیگری شامل فوق روان کننده بتن ، برپایه های مختلف نظیر پلی کربوکسیلات ، پلی نفالین سولفونات یا لیگنو سولفونات که بعضا بصورت ژل میکروسیلیس دیرگیر ، زود گیر ، نرمال ، آب بند ، ضد خوردگی آرماتور ویا الیاف دار نیز عرضه میشود
استفاده از ژل میکروسیلیس بهترین حالت استفاده از سیلیکا فیوم بوده ، چون علاوه بر استفاده از پوزولان حاوی فوق روان کننده ، که با درجه ی بالایی از قدرت ، افزایش نسبی توانمندی های مقاومت فشاری ، خمشی و کششی ، دوام وطول عمری بیشتر ، نفوذ ناپذیری قابل توجه نسبت به بتن معمولی و اسلامپ بالاتر در جهت تهیه و تولید بتن هایی نفوذ ناپذیرکاربردی مطلوب و فراوان دارد.
ژل میکروسیلیس درحین فرایند اختلاط فضای های خالی و فرج های موجود را اشغال نموده و موجب کاهش نفوذ پذیری بتن به میزان چشم گیری می شود. ژل میکروسیلیس در واقع جایگزین مطلوبی در ناحیه ای از سیمان ، برای انواع متعددی از افزودنی های بتن ؛ من جمله انواع روان کننده ها و فوق روان کننده ها ، آب بند کننده ها و … است. ژل میکروسیلیس در واکنش نهایی با جذب آهک آزاد و تبدیل آن به سیلیکات کلسیم با بازده ای موثر سبب بهبود ویژگی های بتن شما می شود
افزایش مقاومت فشاری
با استفاده از میکروسیلیس(ژل میکروسیلیس) تولید بتن های با مقاومت 75 تا 120 Mpa امکان پذیر میباشد ، افزایش نسبت به زمان بر اساس تداوم آبگیری سیمان و کاهش درصد تخلخل بین مواد متشکله در مرحله ایجاد چسبندگی بوجود آمده و این افزایش قابل توجه در خلال 3 تا 28 روز و بشرط عمل آوری و نگهداری در شرایط مرطوب ایجاد میشود
دلایل استفاده از میکروسیلیس در ساخت بتن چیست ؟
یکی از مسائل مهم در عرصه سازه های بتنی مسئله دوام آن ها در برابرضربه ، حمله های شیمایی مثل یون های کلر و سولفات ، نمک ها ، هیدروکسیدها و بارهای متناوب دینامیکی است که این امر بوسیله میکروسیلیس براحتی قابل مرتفع شدن است. بنابراین تصور ساخت سازه های بتنی در مناطق ساحلی شمال و خصوصا جنوب ایران ، بدون استفاده از مشتقات میکروسیلیس امکان پذیر نیست .
دلایل اصلی استفاده از میکروسیلیس
• افزایش مقاومت فشاری ، كششی ، خمشی و سايشی بالاتر نسبت به بتن معمولی با به کاربردن ژل میکروسیلیس دارای الیاف پلی پروپیلن
• ایجاد بتن هایی مقاوم در برابر ضربه و تنش ، کاهش میزان نفوذ پذيري با ژل میکروسیلیس تا حدود 20 برابرکمتر از بتن معمولی
• تهیه بتن هایی مقاوم با استفاده از ژل میکروسیلیس در برابر نفوذ کلرها ، سولفات ها ، نمک ها ، ئیدروکسیدها و محلول های شیمیایی
• تهیه بتن هایی مقاوم در برابر خوردگی و با دوام در محیط هایی با درجه حرارت بالا بوسیله ژل میکروسیلیس
• تهیه بتن با دوام در سازه های دریایی و خشکی ، هم چنین در سیکل های ذوب-یخبندان
• امکان کاهش مصرف سیمان در مقاومت ثابت
• کاهش واکنش مواد قلیایی و سنگ دانه ها
• کاهش خوردگی فلزات و میلگرد ها
• افزایش مقاومت الکتریکی بتن
• کاربرد آسان و صرفه جویی وکاهش میزان مصرف آب
• افزایش چسبندگی بتن و آرماتور
• کاهش درز ها و ترک های حاصل از جمع شدگی
• افزایش مقاومت سایشی بتن ش
• افزایش عمر و دوام سازه
• بهبود خواص رئولوژی بتن
• افزایش خاصیت الاستیسیته بتن
• بهبود پمپاژ و کاهش استهلاک تجهیزات
• تولید بتن با اسلامپ بالا
• کیفیت و میزان مصرف انواع مشتقات میکروسیلیس
بهترین نوع میکروسیلیس ، خاکستری روشن و با دانستیه متوسط توده آن 3586kg/m میباشد
دوز و میزان مصرف پودر میکروسیلیس در بهترین حالت 5 تا 8 درصد وزنی سیمان میباشد ، ولی برای گرفتن بهترین نتیجه انجام تست آزمایشگاهی توصیه میشود
برخی از تولیدگنندگان محصولات شیمی ساختمان در ایران بنا به نیاز مشتری در 2 گرید ژل میکروسیلیس تولید می کنند یکی براساس قالب بودن روان کننده وگرید بعدی بر اساس قالب بودن میکروسیلیس و بسیاری دیگر نیز بصورت جنرال تولید و عرضه می نمایند
واحد فنی ومهندسی ایران ایمارت آمادگی ارایه مشاوره و ارسال نمونه رایگان در خصوص انتخاب بهترین محصول با بهترین کیفیت را مشتریان گرامی اعلام میدارد .
ژل میکروسیلیس
بررسی دلایل و مزیت ها و معایب و خواص استفاده ژل میکروسیلیس در بتن
1- مشخصات فنی
میکروسیلیس (micro silica) جز مواد پوزولانی بسیار فعال است که دارای ذرات کروی شکل است که قطر ذرات آن کمتر از ۱ نانومتر بوده و به طور متوسط دارای قطر 0.15 نانومتر هستند که به طور تقریبی 100 برابر کوچیکتر از ذرات سیمان می باشند. مقدار SiO2 موجود در ساختار باید بیشتر از 85 در صد باشد. میکروسیلیس تحت عنوان دوده سیلیس ( silica fume) نیز شناخته می شود که به واسطه در صد بالای SiO2 در ساختار شیمیایی خود خاصیت پوزولانی بسیار بالایی دارد. چگالی ویژه میکرو سیلیس را می توان در حدود 2.2 در نظر گرفت این در حالی است که چگالی ویژه سیمان 3.15 می باشد. برای کنترل کیفیت میکروسیلیس آیین نامه ملی شماره 13278 و آیین نامه ASTM C1240 مورد استفاده قرار می گیرد.
2- ژل میکروسیلیس
گاهی به جهت سهولت در حمل و نقل و استفاده از پودر میکروسیلیس استفاده می شود. و این پودر حتی به صورت خشک نیز به مصالح اضافه می گردد که تاثیرات بسیار نا مطلوبی بر خواص بتن تازه و سخت شده می گذارد . در ادامه به برخی ازین عیوب اشاره می گردد:
• آثار نامطلوب محیط زیستی
در هنگام استفاده گرده آن در محیط پخش شده و باعث ایجاد آلودگی در محیط کارگاه می شود.
• تاثیر بر انسان
اگر دوده سیلیس در محیط کارگاه پخش شود تاثیر نامطلوب بر ساختار تنفسی و پوست انسان دارد .
• هسته زایی
یکی از مهم ترین عیوب استفاده از دوده سیلیس به صورت پودری و خشک در بتن این است که تعدادی ازین ذرات در کنار یکدیگر جمع شده و به خوبی آبگیری نمی شوند و با محصولات هیدراسیون واکنش نمی دهند لذا باعث هسته زایی در نقاطی می شوند که موجب ضعف در خواص مکانیکی و دوامی بتن می گردد.
یکی از روش های کاربردی در این زمینه استفاده از ژل میکروسیلیس است که می تواند تاثیرات مطلوب بسزایی در خواص مکانیکی و دوامی بتن داشته باشد. علاوه بر این می توان مواد روان کننده و فوق روان کننده را هم در این ژل گنجاند که تاثیر همزمان خوبی داشته باشد. ژل میکروسیلیس بهتر است در کارخانه و تحت استاندارد مناسب تهیه و تولید شود تا از کیفیت بیشتر و بهتری برخوردار باشد.
از جمله تاثیرات مثبت ژل میکروسیلیس به موارد زیر اشاره کرد :
• همگنی بیشتر مخلوط بتن
• چسبندگی بهتر اجزای بتن
• به خلل فرج سنگدانه نیز وارد شده و باعث بهبود ناحیه انتقال می شود
• کاهش نفوذپذیری بتن
• افزایش بیشتر مقاومت فشاری بتن
• افزایش بیشتر مقاومت کششی و خمشی بتن
• افزایش مقاومت در سایش و فرسایش
• کاهش درجه حرارت بتن
• افزایش مقاومت در برابر سیکل های ذوب و یخ
• کنترل بهتر سرطان بتن
• افزایش بیشتر مقاومت در برابر حمله یون های کلراید
• افزایش بیشتر مقاومت در برابر محیط سولفاتی
3- معایب استفاده از ژل میکروسیلیس
یکی از مواردی که در استفاده از میکروسیلیس وجود درد افت کارایی و اسلامپ بتن است. علاوه بر این جمع شدگی بتن را نیز افزایش میدهد که میتواند منجر به ترک هایی در سطح بتن شود که نهایتا به کاهش توام بتن منجر شود.
4- موارد استفاده از ژل میکروسیلیس
• بتن های پرمقاومت
• بتن های توانمند
• بتن های فوق توانمند
• بتن های خود تراکم
• بتن های سبک سازه ایی
• بتن های ژئوپلیمری
• ملات های تزریقی برای تعمیرات
• بتن های حجیم هچون سد سازی
• قالب های ماندگار در محیط های دریایی
5- نحوه استفاده و نکات اجرایی ژل میکروسیلیس
بهتر است ژل میکروسیلیس پس از اختلاط سنگدانه و سیمان به مخلوط اضافه شده و پس از چند دقیقه اختلاط مناسب مقدار باقی مانده آب به خلوط اضافه شود دراین صورت عملکرد بهتری خواهد داشت.
میکروسیلیس
پیشینه استفاده از میکرو سیلیس
میکروسیلیس یک پلی مورف غیرکریستالی بسیار ظریف از سیلیس است و در کوره های قوس الکتریکی (EAF) به عنوان محصول جانبی تولید سیلیکون و آلیاژ فروسیلیسیم تولید می شود. در حالی که اولین آزمایشات بخار سیلیس به عنوان ماده افزودنی در بتن در دهه 1950 بود ، در آن زمان بیشتر میکرو سیلیس به راحتی تخلیه می شد. فقط با افزایش قوانین زیست محیطی در اواخر دهه 1960 بود که بخار سیلیس شروع به جمع آوری در فیلترهای کیسه ای کرد ، پس از آن تولیدکنندگان شروع به جستجو برای استفاده از این مواد کردند. با انجام مطالعات مقدماتی در نروژ که پتانسیل میکرو سیلیس را برای بهبود دوام بتن نشان داده است ، یک بازار بالقوه ایجاد شد.
بخار سیلیس ، همچنین به عنوان میکروسیلیس شناخته می شود ، نوعی از آمورف دی اکسید سیلیکون است. پودر فوق ریزی که به عنوان محصول جانبی تولید آلیاژ سیلیسیم و فروسیلیسیم جمع آوری شده و از ذرات کروی با قطر ذرات متوسط 150 نانومتر تشکیل شده است.
بخار سیلیکا محصول جانبی تولید آلیاژهای فلز سیلیکون یا فروسیلیسیم است. یکی از سودمندترین کاربردها برای میکروسیلیس استفاده در بتن است. به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی آن ، یک پوزولان بسیار واکنش پذیر است. بتن حاوی میکروسیلیس می تواند مقاومت بسیار بالایی داشته و از دوام بالایی نیز برخوردار باشد.
همچنین میکروسیلیس ، محصول جانبی صنعت فروسیلیسیم ، ماده ای بسیار پوزولانی است که برای افزایش خواص مکانیکی و دوام بتن استفاده می شود. این ماده ممکن است مستقیما به عنوان یک ماده منفرد یا در مخلوطی از سیمان پرتلند به بتن اضافه شود.بخار سیلیس ، همچنین به عنوان میکرو سیلیس شناخته می شود ، چند شکلی بی شکل (غیر بلوری) است و دی اکسید سیلیکون این یک پودر فوق العاده ریز است که به عنوان محصول جانبی سیلیکون تولید آلیاژ فروسیلیسیم و از ذرات کروی با قطر 150 نانومتر ذره متوسط تشکیل شده است. زمینه اصلی کاربرد به عنوان مواد پوزولانی برای بالا است
میکروسیلیس در بتن از دو طریق به مقاومت و دوام کمک می کند :
به عنوان یک ماده پوزولانی ، میکروسیلیس توزیع یکنواخت تری را ایجاد می کند حجم بیشتری از محصولات هیدراتاسیون. به عنوان پرکننده ، میکروسیلیس میانگین اندازه منافذ موجود در خمیر سیمان را کاهش می دهد. اثر بخشی میکروسیلیس به عنوان یک ماده پوزولانی و به عنوان یک پرکننده تا حد زیادی به ترکیب آن و اندازه ذرات بستگی دارد که به نوبه خود بستگی به طراحی کوره و ترکیب مواد اولیه که با کوره شارژ می شود دارد
میکرو سیلیس در درجه اول از دی اکسید سیلیکون آمورف (غیر بلوری) (SiO2) تشکیل شده است. بتن حاوی میکرو سیلیس می تواند مقاومت بسیار بالایی داشته و از دوام بالایی نیز برخوردار باشد. Micro Silica Fume یا Microsilica ذرات ریزتری نسبت به سیمان است. در اثر فرآوری شیمیایی خاکستر تولید می شودسیلیکا آمورف (بخار) می تواند در هنگام تماس چشم را تحریک کند. تماس مکرر می تواند به چشم آسیب برساند. قرار گرفتن در معرض زیاد سیلیس ، آمورف (Fume) می تواند یک بیماری آنفولانزا مانند سردرد ، تب ، لرز ، درد ، گرفتگی قفسه سینه و سرفه ایجاد کند. تماس مداوم با سیلیس ، آمورف (Fume) می تواند باعث آسیب ریه (فیبروز) شود.
مکانیسم اثر میکروسیلیس بر بتن
وقتی میکرو سیلیس به بتن اضافه می شود ، در ابتدا بی اثر می ماند. هنگامی که سیمان پرتلند و آب در مخلوط شروع به واکنش می کنند (آبرسانی) ، واکنش های شیمیایی اولیه دو ترکیب شیمیایی تولید می کنند: هیدرات سیلیکات کلسیم (CSH) ، که قدرت تولید تبلور است و هیدروکسید کلسیم (CH) ، یک محصول جانبی که آهک آزاد نیز نامیده می شود که مسئولیت دیگری به جز پوشاندن منافذ موجود در بتن به عنوان پرکننده ندارد. واکنش پوزولانی بین میکروسیلیس و CH رخ می دهد و CSH اضافی را در بسیاری از حفره های اطراف ذرات سیمان هیدراته تولید می کند. این CSH اضافی نه تنها مقاومت فشاری ، خمشی و پیوند را بهبود می بخشد بلکه ماتریس بسیار متراکم تری نیز دارد ، بیشتر در مناطقی که ممکن است به عنوان خلا یی کوچک در معرض احتمال ورود مواد مضر باقی بمانند.
خصوصیات بتن حاوی میکروسیلیس
خصوصیات انتقال مضر در بتن از طریق میکروسیلیس به طور چشمگیری کاهش می یابد ، به عنوان مثال ترکیبات مایع و حتی جریان های الکتریکی توانایی مهاجرت کمتری را تجربه می کنند ، در نتیجه نفوذ پذیری بسیار کم و مقاومت الکتریکی زیادی ایجاد می شود. مزایای میکروسیلیس قبل از شروع به سخت شدن در حالت بتن تازه مشهود است. به دلیل سطح بالای ذرات میکروسیلیس که بر تحرک آب درون بتن تأثیر می گذارند ، جداسازی و اب انداختگی بتن عملاً از بین می رود. مزایای رئولوژیکی ذاتی بتن حاوی میکروسیلیس اجازه می دهد تا روش های ریختن بتن بهبود یابد .مانند قابلیت کارایی منسجم بسیار بالا ، توانایی بتن سیال در ریختن در شیب و یا پمپاژ بتن از راه دور.
مقاومت در برابر خوردگی
نفوذ پذیری کاهش یافته میکروسیلیس محافظت در برابر نفوذ یونهای کلرید به داخل را فراهم می کند در نتیجه باعث افزایش زمان رسیدن یونهای کلرید به فولاد می شود . در نتیجه سرعت خوردگی را کاهش می دهد. علاوه بر این ، بتن میکروسیلیس دارای مقاومت الکتریکی بسیار بالاتری در مقایسه با بتن OPC است اثر ترکیبی عموماً عمر ساختارها را 5 تا 10 برابر افزایش می دهد.
مقاومت در برابر سولفات
بتن میکرو سیلیس نفوذ پذیری کم و مقاومت شیمیایی بالایی دارد با مقاومت در برابر سیمان ها یا سایر سیستم های چسباننده سیمانی درجه بالاتری از محافظت در برابر سولفاتها را نسبت به سولفات C3A کم فراهم می کند
کاهش گرما
با جایگزینی سیمان با میکروسیلیس و مشاهده ضریب کارایی میکروسیلیس ، برای بتن با همان مقاومت حداکثر افزایش دما و دیفرانسیل دما رخ می دهد . عملکرد آن بهتر از مخلوط سرباره و خاکستر مگس است. در بتن ریزی مقاطع ضخیم همچنین موثرترین راه دستیابی به گرمای کم است .
بتن ضد آب با میکروسیلیس
به دلیل نفوذ پذیری کم ، میکروسیلیس می تواند برای سازه های زیر زمین که برخی از رطوبت ها قابل قبول است ، به عنوان ضد آب یکپارچه استفاده شود به عنوان مثال پارکینگ ها.
بتن میکروسیلیس با مقاومت بالا
از سیلیس میکرو در ترکیب با نرم کننده های فوق العاده برای تولید بتن مقاومتی ( 70 - 120 مگاپاسکال ) بسیار بالا استفاده می شود همچنین پمپاژ بتن میکروسیلیس در ساختمانهای بلند مرتبه در حین ساخت بسیار آسانتر است .
مقاومت در برابر سایش با بتن میکروسیلیس
بتن میکروسیلیس مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش دارد. در کف و روسازی ساخت و ساز استفاده شده باعث صرفه جویی در هزینه و زمان می شود و کارایی عملیاتی را برای بهبود می بخشد. همچنین مقاومت هیدرولیکی در برابر سایش و فرسایش را بهبود می بخشد در نتیجه آن را برای استفاده در سرریزهای سد مناسب می کند.
مقاومت شیمیایی با بتن میکروسیلیس
بتن میکرو سیلیس به طور گسترده ای در سازه های صنعتی با مواد شیمیایی تهاجمی مورد استفاده قرار می گیرد. در صنایع غذایی از طریق اسیدهای چربی وسایر اسیدها ، شوینده ها و غیره در صنایع شیمیایی از مواد معدنی قرار گرفته است اسیدها ، فسفات ها ، نیترات ها ، پتروشیمی ها و غیره بنابراین بتن میکروسیلیس در بخشهای صنعتی و کشاورزی بسیار ارزشمند است.
میکرو سیلیس ماده ای است که ممکن است دلیل آلودگی هوا باشد و این یک محصول جانبی از آن است برخی از صنایع با استفاده از میکروسیلیس همراه با بتن آلودگی هوا را کاهش می دهند.میکرو سیلیس همچنین باعث کاهش فضاهای خالی در بتن می شود. افزودن میکرو سیلیس باعث کاهش جذب و تخلخل مویرگی می شود زیرا ذرات ریز دود سیلیس با آهک موجود در سیمان واکنش نشان می دهد
آزمایشات میکروسیلیس
میکروسیلیس باید با ملزومات مشخصات فنی استاندارد میکروسیلیس مصرفی در مخلوط سیمانی ASTM C 1240 مطابقت داشته باشد .مشخصات جامد دوام بتن ، روش تضمین کیفیت و کنترل کیفیت ، که شامل چندین تست دوام بود ، در حین ساخت اجرا می شود. آزمون های دوام شامل آزمایش نفوذ پذیری سریع کلرید (RCP2) مکعب ها و هسته های درجا ، آزمایش جذب آب ، آزمایش نفوذ پذیری آب ، نظرسنجی های پوشش تقویت کننده (با استفاده از یک متر پوشش) و تست مکعب مقاومت فشاری بود. برای آزمایشات انجام شده در محل ، از یک آزمایشگاه تست مستقل مصوب استفاده شد.میکرو سیلیس با سیمان های آلومینات کلسیم بسیار سازگار است و مقالات منتشر شده نشان می دهد که استفاده از میکروسیلیس از تبدیل سیمان با آلومینای بالا جلوگیری می کند. استفاده ترکیبی از سیمان آلومینات کلسیم و میکروسیلیس بخش مهمی از فناوری نسوز مدرن است میکروسیلیس با pfa و ggbs سازگار است. وقتی از سطح بالایی از pfa (خاکستر سوخت پودر )یا ggbs (سرباره آسیاب شده کوره آهن گدازي ) استفاده می شود ، می توان میکروسیلیس اضافه کرد تا مقاومت در سنین پایین را بهبود بخشد ، زیرا در 3 روز اول سریعتر واکنش نشان می دهد یا قوام بتن تازه را بهبود می بخشد. سطوح بالای جایگزینی ggbs نه تنها در سطح بتن بلکه در خود ماتریس نیز می تواند باعث مشکلاتی در آب انداختگی شود. میکروسیلیس عملاً این اثر آب انداختگی را از بین می برد و از این رو یکپارچگی بتن را حفظ می کند.با سطوح جایگزین استاندارد بیشتر ، میکروسیلیس برای بهبود بتن اضافه می شود. در چنین مواردی کاهش جزئی در افزایش مقاومت با میکروسیلیس جبران می شود و می توان بدون افزایش بیش از حد در هزینه بتن ، مقاومت های اولیه و نهایی بالا به دست آورد.
اثرات جانبی میکروسیلیس بر بتن
هنگامی که از میکروسیلیس در تشکیل یک سیمان ترکیبی سه گانه استفاده می شود ، بهبودهایی در دوام بتن تازه و دوام بتن سخت حاصل می شود. ویژگی های مفید هر دو ماده پوزولانی در تولید بتن با دوام بهینه ترکیب می شود. این نوع بتن برای مناطق عمده ساخت و ساز در سراسر جهان که انتظار می رود سازه های بتنی بیش از 100 سال دوام داشته باشند ، مانند Storebaelt در دانمارک ، پل نورثومبرلند در کانادا و پل Tsing Ma در هنگ کنگ و برج خلیفه در دبی.
در بعضی موارد ، میکروسیلیس در ترکیب با متاکائولین استفاده شده است ، جایی که هر دو به مقدار اسمی اضافه می شوند - تقریباً هر کدام 4٪. دیده می شود که این اثر هم افزایی است ، اما به دلیل محدودیت در ظرفیت ذخیره سازی در اکثر کارخانه های تولیدی ، از این ترکیب به ندرت استفاده می شود.
دوغاب میکرو سیلیس
همانطور که گفته شد ، میکرو سیلیس به عنوان یک محصول جانبی از تشکیل آلیاژ سیلیکون یا فروسیلیس در یک EAF بوجود می آید. در این فرآیند ، کوارتز با افزودن منبع کربن تا حدود 2000 درجه سانتی گراد گرم می شود تا کوارتز به سیلیکون کاهش یابد. مقادیر کمی بخار سیلیکون از کوره آزاد می شود و پس از آن اکسید می شود و متراکم می شود و میکرو کره ها را تشکیل می دهد ، سپس از طریق فن ها و فیلترهای کیسه ای جمع می شوند.میکرو سیلیس دارای تراکم عمده ای در حدود 200-300 کیلوگرم در متر مکعب است که برای استفاده در بتن غیر عملی است. با این حال ، میکرو سیلیس متراکم دارای تراکم فله ای در حدود 500 کیلوگرم در متر مکعب است و ممکن است موارد استفاده ای پیدا کند. به طور فزاینده ای ، با نگرانی در مورد سیلیکوز ، بخار سیلیکا به صورت دوغاب و با وزن مخصوص حدود 1400 کیلوگرم در متر مکعب در اختیار صنعت بتن قرار می گیرد. نشان داده شده است که استفاده از دوغاب باعث پراکندگی بهتر بخار سیلیس در مخلوط بتن می شود ، که منجر به یک ماده همگن تر و کنترل کیفیت بهتر می شود.
مواد حباب ساز بتن
مواد حباب ساز ازجمله افزودنی های بتن هستند که می توانند در بتن هوای اضافی ایجاد کنند. این هوا ، برخلاف حباب های ناشی از واکنش های مصالح بتنی با هم و یا عدم تراکم و ویبره مناسب بتن ، که معمولا با چشم قابل رویت میباشد قابل رویت نبوده و فقط با میکروسکوپ قابل بررسی بوده و دارای خواص بسیار عالی ، خصوصا در مناطق سردسیر و بتن ها و ملات هایی که در معرض سیکل ذوب و یخ نظیر کف سردخانه های دومنظوره میباشد ، دارا هست .
این مواد می توانند پایه شیمیایی یا طبیعی داشته باشند. ، برای کنترل کیفیت مواد هواساز می توان از آیین نامه ASTM C260-77 بهره جست و همچنین برای تعیین درصد هوای موجود در بتن می توان از استاندارد ملی ایران شماره 3520 مراجعه نمود. در مجموع استفاده از مواد حباب ساز منجر به افزایش دوام می گردد. میزان مصرف مواد حباب زا در حدود 4 تا 8 درصد وزن سیمان توصیه می گردد.
مقدار و میزان مصرف مجاز حباب ساز بتن چیست ؟
میزان مصرف مواد حباب زا در حدود 4 تا 8 درصد وزن سیمان توصیه میگردد.
تاثیر استفاده از مواد حباب ساز بتن بر روی خواص فیزیکی و شیمایی بتن چیست ؟
دلایل و مزیت های استفاده از مواد افزودنی حباب ساز بتن
• مقاومت فشاری
با افزودن مواد حباب ساز و افزایش درصد هوای بتن مقاومت فشاری بتن کاهش می یابد.
• نفوذپذیری
مواد حباب ساز نفوذپذیری بتن را افزایش می دهند.
• کارایی
کارایی بتن با افزایش درصد هوا افزایش می یابد.
• آب انداختگی
بکار بردن مواد حباب ساز باعث کاهش آب انداختگی سطحی می شود.
• دوام
به طور کلی مواد حباب ساز دوام بتن را در محیط های سرد که بتن تحت سیکل های ذوب و یخ زیادی قرار دارد افزایش میدهد. آب موجود در خلل فرج بتن که می تواند باقی مانده از فرایند هیدراسیون و یا در اثر نفوذ خارجی باشد در اثر کاهش دما یخ زده و این یخ زدن منجر به افزایش حجم آن می شود. افزایش حجم ناشی از یخ زدن می تواند باعث ایجاد تنش های کششی در بتن شده که منجر به ترک های مویی می شود. حباب های ابجاد شده در بتن فضای لازم جهت انبساط آب در اثر یخ زدن را فراهم میکنند. بدین ترتیب بتن در اثر یخ زدن آب موجود در فضا های موئینه ترک نمی خورد و پوسته پوسته نمیشود..
علاوه براین، اگر بتنی که در معرض محیط یخ زدن قرار دارد هم زمان تحت اثر نفوذ یون های کلراید و یا سولفات باشد به علت ترک خوردگی نفود یون های کلراید و سولفات بیشتر میشود که شدت خوردگی و حمله سولفاتی را افزایش میدهد که منجر به کاهش عمر مفید سازه می گردد. لذا استفاده از مواد حباب زا به افزایش دوام در بتن منجر میشود
کاربرد عملی حباب ساز بتن
از مواد حباب ساز بیشتر در مناطقی استفاده می شود که بتن تحت سیکل های ذوب و یخ متوالی قرار دارند. برای تعیین میزان شدت یخ زدن و آب شدن می توان از داده های هواشناسی استفاده کرد.
موارد مکمل حباب ساز بتن
همانطور که پیشتر نیز ذکر شد بکار بردن مواد حباب ساز مقاومت را کاهش می دهد که می توان با کاهش نسبت آب به سیمان کاهش مقاومت را جبران کرد . علاوه بر این کاهش نسبت آب به سیمان نفوذپذیری را کاهش داده و نفوذ آب را کم می کند. کاهش نسبت آب به سیمان می تواند موجب کاهش کارایی شود لذا برای جبران کارایی می توان از روان کننده یا ابرروان کننده استفاده کرد.
استفاده از الیاف نیز میتواند در کاهش ترک های ناشی ذوب و یخ موثر باشد.
برای کاهش نفوذ پذیری و افزایش مقاومت کششی که منجر به کاهش ترک های ناشی سیکل های ذوب و یخ می شوند می توان از میکروسیلیس نیز در طرح اختلاط استفاده کرد.
برای ساخت چه بتن هایی معمولا از افزودنی های بتن باید استفاده کنیم ؟
- بتن پر مقاومت (HSC)
- بتن توانمند (HPC)
- بتن فوق توانمند (UHPC)
- بتن سبک سازه ایی(LWC)
- بتن خود تراکم (SCC) ( بتن هایی که میزان تراکم آرماتور بسیار بالایی دارند و امکان ویبره کافی وجود ندارد )
- بتن های حجیم همانند سد سازی
- تولید بتن اکسپوز
- تزریق بتن با لوله ترمی در سازه های دریایی
- ساخت قطعات بتنی پیش ساخته همانند سگمنت پلها
آزمایش های لازم بر روی مواد افزودنی های بتن به شرح ذیل می باشند .
- اسلامپ ASTM C143
- میزان هوا ASTM C231
- زمان گیرش ASTM C403
- مقاومت فشاری ASTM C39
- مقاومت خمشی ASTM C78
- مقاومت در برابریخ زدن و آب شدن ASTM C290 - ASTM C291
- تغییر حجم ASTM C157
چکیده ای از استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب
استاندارد بتن ـ مواد افزودنی شیمیایی ـ ویژگی ها نخستین بار در سال 1370 تهیه گردیده براساس پیشنهادهای رسیده و بررسی و تایید کمیسیون فنی بتن برای اولین بار مورد تجدید نظر قرارگرفت و در یکصدو ششمین جلسه کمیته ملی استاندارد ساختمان و مصالح ساختمانی مورخ 21/7/1383 مورد تصویب قرار گرفته، اینک به استناد بند یک ماده 3 قانون تاسیس موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مصوب ایران مصوب بهمن ماه 1371 به عنوان استاندارد رسمی ایران منتشر میشود. برای حفظ همگامی و هماهنگی با پیشرفت‌های ملی و جهانی در زمینه صنایع و علوم و خدمات، استانداردهای ملی ایران در مواقع لزوم تجدید نظر خواهند شد و هر گونه پیشنهادی که برای اصلاح یا تکمیل این استانداردها برسد در هنگام تجدیدنظر در کمیسیون فنی مربوطه مورد توجه واقع خواهد شد . بنابراین برای مراجعه به استانداردهای ایران باید همواره از آخرین چاپ و تجدید نظر آنها استفاده نمود. در تهیه و تجدیدنظر این استاندارد سعی شده است که ضمن توجه به شرایط موجود و نیازهای جامعه در حدامکان بین این استاندارد و استانداردهای کشورهای صنعتی و پیشرفته هماهنگی ایجاد شود.
منبع و ماخذی که برای تهیه این استاندارد بکار رفته به شرح زیر است:
1- استاندارد ملی ایران به شماره 2930 : بتن ـ ویژگی و روش آزمون مواد شیمیایی مضاف بتن شده
2- EN 934-2, 2000: Admixtures for concrete, mortar and Grout - Part2: Concrete Admixtures - Defintions.
بتن ـ مواد افزودنی شیمیایی بتن ـ ویژگیهای افزودنی های بتن
(تجدید نظر)
1 هدف و دامنه كاربرد افزودنی های بتن
هدف از تدوین این استاندارد تعیین ویژگیهای مواد افزودنی مورد استفاده در بتن، بتن مسلح و بتن پیش تنیده به صورت بتن كارگاهی، بتن آماده و بتن پیش ساخته می باشد. این استاندارد برای بتن‌هایی با روانی معمولی كاربرد دارد.این استاندارد برای ملات و دوغاب هم کاربرد دارد.
2 مراجع الزامی افزودنی های بتن
مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد به آنها ارجاع داده شده است. بدین ترتیب آن مقررات جزئی از این استاندارد محسوب میشود. در مورد مراجع دارای تاریخ چاپ و یا تجدیدنظر، اصلاحیه‌ها و تجدیدنظرهای بعدی این مدارک مورد نظر نیست. مع هذا بهتر است کاربران ذینفع این استاندارد، امکان کاربرد آخرین اصلاحیه‌ها و تجدیدنظرهای مدارک الزامی زیر را مورد بررسی قرار دهند. در مورد مراجع بدون تاریخ چاپ و یا تجدیدنظر آخرین چاپ و یا تجدیدنظر آن مدارک الزامی ارجاع داده شده مورد نظر است استفاده از مراجع زیر برای کاربر این استاندارد الزامی است:
2-1) استاندارد ملی ایران شماره 3203 سال 1371 بتن تازه - آزمایش روانی ( اسلامپ )
2-2) استاندارد ملی ایران شماره 3520 سال 1373 بتن تازه - تعیین مقدار هوای موجود
2-3) استاندارد ملی ایران شماره 2930 بتن ـ مواد افزودنی شیمیایی - روش آزمون (قسمت اول: بتن و ملات شاهد)
2-4) استاندارد ملی ایران شماره 3206 سال 1371 بتن ـ تعیین مقاومت فشاری آزمونه‌های بتن
2-5) استاندارد ملی ایران شماره 18- 3178 سال 1373 روشهای آزمون زداینده‌ها ـ روش اندازه‌گیری PH محلولهای آبی ـ روش پتانسیومتری
2-6) استاندارد ملی ایران شماره 898 سال 1352 تعیین وزن مخصوص (دانسیته مایعات در 20 درجه سیلسیوس)
2-7) EN 934-2:2001, Admixtures for concreter, mortar and grout – Part 2:
concrete admixtures- Definitions, requirements, conformity, marking and labeling.
2-8) EN480-2:1996, Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods Part2:Determination of setting time.
2-9) EN 480-4:1996, Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part 4:Determintion of bleeding of concrete.
2-10) EN 480-5:1996, Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part5:
Determintion of capillary absorbtion.
2-11) EN 480-6:1996, Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part6:
Infrared analysis.
2-12) EN 480-8:1996, Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part8:
Determination of the conventional dry material content.
2-13) EN 480-10:1996, Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part 10: Determintion of the water soluble chloride conternt.
2-14) EN 480-11:1996, Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part 11: Determintion or air void characteristies in hardened concrete.
2-15) EN 480-12:1998 Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part 12:
Determintion of the alkali content of admixtures.
2-16) EN 934-6:2001:Admixtures for concrete, mortar and grout- test methods- Part 6: Sampling, conformity control and evaluation of conformatity.
2-17) EN 12350-5:2000 Testing fresh concrete – Part: Flow table test.
2-18) ISO 1158, Plasties- Vinyl chloride homopollymers and copolymers- Determination of chlorine.
2-19) ASTM C666: 97 standard test Method for resistance of concrete to rapid Freezing and thawing.
3 اصطلاحات و تعاریف افزودنی های بتن
اصطلاحات و یا واژه‌ها با تعارف زیر بکار می‌رود:
3-1 عملكرد
قابلیت یك ماده افزودنی برای ایجاد خواص لازم بدون اثرات زیان آور
3-2 میزان مصرف مجاز
میزان مصرف ماده افزودنی، بر حسب درصد وزن سیمان، توسط تولید كننده مشخص میشود كه در قسمت ویژگیها به آن اشاره شده است.
3-3 محدوده مصرف
محدوده مصرف ماده افزودنی، بر حسب درصد وزن سیمان، بر اساس آزمون‌های انجام شده توسط تولید كننده توصیه میشود كه میزان مصرف مجاز باید در محدوده مصرف توصیه شده باشد.
3-4 حداكثر میزان مصرف توصیه شده
حداكثر میزان مصرف توصیه شده توسط تولید کننده میباشد.
یادآوری- در مواردی ممكن است محدوده مصرف توصیه شده توسط تولید كننده، الزامات این استاندارد را برآورده نكند، در این صورت باید آزمون‌های لازم با مصالح مصرفی و در محل انجام شود تا میزان مصرف مورد نیاز برای انطباق با ویژگیها استاندارد مشخص شود.
3-5 بتن و ملات شاهد
بتن و ملات ساخته شده بدون ماده افزودنی برای مقایسه با بتن حاوی ماده افزودنی به منظور بررسی اثرات ایجاد شده توسط ماده افزودنی و انطباق با ویژگیهای این استاندارد ملی باشد.
3-6 مواد افزودنی بتن
مواد افزودنی بتن موادی هستند كه علاوه بر آب، سیمان و سنگدانه به مقدار جزئی، حداكثر پنج درصد وزنی سیمان، در زمان اختلاط به بتن اضافه میشوند و موجب اصلاح برخی از خواص بتن تازه یا سخت شده میشوند.
3-6-1 ماده افزودنی چند منظوره
مواد افزودنی كه بر روی چند خاصیت بتن تازه یا سخت شده اثر می‌گذارند و بیش از یكی از عملكردهای مشخص شده در قسمت‌های3-6-2تا 3-6-12را دارا می‌باشند.
3-6-1- 1 عملكرد اصلی
یكی از عملكردهای ماده افزودنی چند منظوره كه توسط تولید كننده به عنوان عملكرد اصلی مشخص شده است.
3-6-1- 2 عملكرد ثانویه
عملكردهای دیگر ماده افزودنی چند منظوره كه علاوه بر عملكرد اصلی آن مشخص شده است.
3-6-2 ماده افزودنی كند گیر كننده
ماده افزودنی كندگیر كننده زمان گیرش بتن و تغییر حالت مخلوط از خمیری به سخت، را افزایش میدهد.
3-6-3 ماده افزودنی حباب هواساز
ماده افزودنی كه باعث ایجاد حبابهای ریز و یكنواخت هوا در داخل بتن میشود كه بعد از سخت شدن نیز باقی می‌مانند.
3-6-4 ماده افزودنی زودگیر كننده
ماده افزودنی كه زمان گیرش بتن و آغاز تغییر حالت مخلوط بتن از خمیری به سخت را كاهش میدهد.
3-6-5- ماده افزودنی زود سخت کننده (تسریع کننده زمان سخت شدگی)
ماده افزودنی كه بدون تاثیر روی زمان گیرش روند كسب مقاومت بتن را تسریع می‌كند.
3-6-6 ماده افزودنی نگهدارنده آب
ماده افزودنی كه با كاهش آب انداختگی میزان از دست دادن آب داخل بتن را كاهش میدهد.
3-6-7 ماده افزودنی كاهنده آب/ روان كننده
ماده افزودنی كه بدون تغییر روانی، مقدار آب مخلوط بتن را كاهش میدهد یا بدون تغییر مقدار آب ، اسلامپ و روانی را افزایش میدهد یا هر دو اثر را بطور همزمان ایجاد می‌كند.
3-6-8 ماده افزودنی فوق كاهنده آب/ فوق روان كننده
ماده افزودنی كه بدون تغییر روانی، مقدار آب مخلوط بتن را به میزان قابل ملاحظه‌ای كاهش می دهد یا بدون تغییر مقدار آب، اسلامپ و روانی را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش میدهد، یا هر دو اثر را بطور همزمان ایجاد می‌كند.
3-6-9 ماده افزودنی كاهنده میزان جذب آب
ماده افزودنی كه جذب مویینگی بتن سخت شده را كاهش میدهد.
3-6-10 ماده افزودنی كندگیر كننده/ كاهنده آب/ روان كننده
ماده افزودنی كه مجموعه‌ای از اثرات كاهنده آب، روان كننده (عملكرد اصلی) و كندگیر كننده (عملكرد ثانویه) را ایجاد می‌كند.
3-6-11 ماده افزودنی كندگیر كننده/ فوق كاهنده آب/ فوق روان كننده
ماده افزودنی كه مجموعه‌ای از اثرات فوق كاهنده آب، فوق روان كننده (عملكرد اصلی) و كندگیر كننده (عملكرد ثانویه) را ایجاد می‌كند.
3-6-12- ماده افزودنی زودگیر كننده/ كاهنده آب/ روان كننده
ماده افزودنی كه مجموعه‌ای از اثرات كاهنده آب/ روان كننده (عملكرداصلی) و زودگیر كننده (عملكرد ثانویه) را ایجاد می‌كند.
4 ویژگی های افزودنی های بتن
4-1 ویژگی های كلی
ویژگیهای این استاندارد با فرض پخش شدن یكنواخت ماده افزودنی در بتن(بخصوص مواد افزودنی پودری با اثرات كند‌كنندگی) ارائه شده است.
تمام مواد افزودنی تعریف شده در این استاندارد باید ویژگیهای كلی جدول 1 را دارا باشند.
4-2 ویژگیهای اختصاصی
این ویژگیها برای انواع مواد افزودنی درجداول 2 تا 12 ارائه شده است. برای آگاهی از مشخصات انواع بتنها و ملات شاهد به بخش دوم این استاندارد مراجعه کنید.
دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت اول
دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت دوم
دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت سوم
دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت چهارم
دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت پنجم
دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت ششم
فروش ویژه
