بتن افزودنی های مضاف

بتن افزودنی های مضاف

اسلاید 1: مواد مضاف بتن 1بهرام لاهورپوربهمن ماه 91

اسلاید 2: دلایل استفاده از افزودنی ها1- کاهش هزینه ساخت بتن2- دستیابی موثرتر به خصوصیات معینی از بتن نسبت به روش های دیگر3- حفظ کیفیت بتن در ضمن مراحل مختلف مخلوط کردن، حمل، ریختن و عمل آوری در شرایط آب و هوایی نامساعد4- غلبه بر شرایط اضطراری معین در ضمن عملیات بتن ریزی

اسلاید 3: ملاحظاتعلی رغم کل ملاحظات، باید به خاطر داشت که هیچ نوع و مقداری از افزودنیها را نمی توان به عنوان جانشین یک روش بتن ریزی خوب در نظر گرفت.موثرترین افزودنی ها هم به عواملی چون نوع و مقدار مواد سیمانی، مقدار آب، شکل سنگدانه، دانه بندی، نسبت های مخلوط، مدت زمان اختلاط، اسلامپ و دمای بتن بستگی دارد. افزودنی هایی که برای استفاده در بتن در نظر گرفته می شوند باید مشخصات مربوطه را به صورت ارائه شده در جدول 1 (ضمیمه) براورده سازند.همينطور اجزای تشکیل دهنده اصلی مورد استفاده در افزودنی های حباب زا در جدول 1 (ضمیمه) فهرست شده اندبا استفاده از افزودنی و مصالح مورد نظر باید مخلوط هایی آزمایشی در در دما و رطوبت پیش بینی شده تهیه کرد

اسلاید 4: مقررات ملي ساختماني مبحث نهم

اسلاید 5: انواع شرايط محيطيالف- شرایط محيطی ملایم : به شرایطی اطلاق می شود که در آن هيچ نوع عامل مهاجم از قبيل رطوبت، تعریق، تر و خشک شدن متناوب، یخ زدن و ذوب شدن، سرد و گرم شدن متناوب، تماس باخاک مهاجم یا غير مهاجم، مواد خورنده، فرسایش شدید، عبور وسایل نقليه یا ضربه موجود نباشد، یا قطعه در مقابل این گونه عوامل مهاجم بنحوی مطلوب محافظت شده باشد.ب- شرایط محيطی متوسط : به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی، در معرض رطوبت و گاهی تعریق قرارمی گيرند. دارای قطعاتی که به طور دائم با خاکهای غير مهاجم یا آب تماس دارند یا زیر آب با pH بزرگتر از ٥ قرار می گيرند شرایط محيطی متوسط تلقی میشوند.پ- شرایط محيطی شدید : به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی در معرض رطوبت یا تعریق شدید یا تر و خشک شدن متناوب یا یخ زدن و آب شدن و سرد و گرم شدن متناوب نه چندان شدید قرار میگيرند. قطعاتی که در معرض پاشش آب دریا باشند یا در آب غوطه ور شوند طوری که یک وجه آنها در تماس با هوا قرار گيرد، قطعات واقع در هوای دارای نمک و نيز قطعاتی که سطح آنها در معرض خوردگی ناشی از مصرف مواد یخ زدا قرارمی گيرد دارای شرایط محيطی شدید محسوب میشوند.

اسلاید 6: انواع شرايط محيطي ت- شرایط محيطی بسيار شدید : به شرایطی اطلاق می شود که در آن قطعات بتنی در معرض گازها، آب فاضلاب ساکن حداکثر با pH ٥ ، مواد خورنده، یا رطوبت همراه با یخ زدن و آب شدن شدید قرار می گيرند، از قبيل نمونه های ذکر شده در مورد شرایط محيطی شدید، در صورتی که عوامل مذکور حادتر باشند.ث- شرایط محيطی فوق العاده شدید : به شرایطی اطلاق می شودکه در آن قطعات بتنی در معرض فرسایش شدید، عبور وسایل نقليه ، یا آب و فاضلاب جاری با pH حداکثر ٥ قرار ميگيرند . رویه بتنی محافظت نشده پارکينگ ها و قطعات موجود در آبی که اجسام مطلبی را با خود جابجا می کند، دارای شرایط محيطی فوق العاده شدید تلقی می شوند .

اسلاید 7: نحوه قابل قبول بودن مواد مضاف بتن در مورد آب مورد استفاده مقررات ملي (مبحث نهم ) به شرح زير بيان كرده است : آب مصرفی در بتن نباید کمتر از ٥ یا بيشتر از ٥ / ٨ باشد. pH (1٢)مقاومت فشاری ٧ و ٢٨ روزه آزمونه های ملات ساخته شده با آب غير آشاميدنی باید حداقل معادل ٩٠ درصد مقاومت نظيرآزمونه های مشابه ساخته شده با آب مقطر باشد.٣) زمان گيرش اوليه خمير سيمان ساخته شده با آب غير آشاميدنی نباید بيش از یک ساعت با زمان گيرش نظير خمير سيمان ساخته شده با آب مقطر تفاوت داشته باشد.۴) نتيجه انبساط حجم به دست آمده از آزمایش سلامت سيمان ,در آزمونه ساخته شده با آب غير آشاميدنی از نتيجه به دست آمده از آزمونه نظير ساخت شده با آب آشاميدنی بيشتر نباشد.روش انجام آزمایش مطابق با استاندارد ٣٩١ ملی ایران باشد.٣- ۵) هيچيک از مواد زیان آور موجود در آب مصرفی در بتن نباید از مقادیر جدول ٩- ١٨ بيشتر باشند. ٢ درصد وزن سيمان مصرفی در همان حجم از بتن / ۶) ميزان چربی معدنی آب مصرفی در یک حجم معين از بتن نباید از ٥ بيشترنباشد.آزمایش ضوابط بندهای ١ و ٢ و ٥ و ٦ فوق تا قبل از تدوین استاندارد ملی ایران باید مطابق با یکی از استانداردهای معتبر بين المللی صورت گيرد.

اسلاید 8: تعريف مواد افزودنيمواد افزودنی يا افزودنی های شيميايی يا چاشنی های بتن موادی هستند که غير از مواد اصلی (سيمان ,آب و مصالح سنگی )،کمی قبل از اختلاط يا در حين اختلاط به بتن يا ملات افزوده می شوند.مواد افزودنی معمولاً به صورت گرد يا مايع هستند و يک يا چند ويژگی بتن تازه يا سخت شده را تغيير می دهند و هدف از کاربرد آنها اصلاح برخی از اين ويژگی ها است، اگرچه در عين حال ممکن است موجب اختلال و بروز عيب در پاره ای از ويژگی های مطلوب بتن شوند، که اين امر نبايد خارج از محدوده مجاز استاندارد باشد.

اسلاید 9: انواع مواد افزودنی بتنمواد افزودنی بتن به دو دسته مواد افزودنی‌های شیمیایی و مواد افزودنی‌های معدنی تقسیم می‌شوند. مواد افزودنی‌های شیمیایی بتن به پنج دسته تقسیم می‌شود:  1-افزودنی‌های شیمیایی بتن _حباب ‌ساز کاهنده آب_ 2- افزودنی‌های شیمیایی بتن_ دیرگیرکننده بتن_ 3-افزودنی‌های شیمیایی بتن _زود گیر کننده بتن_  4-افزودنی‌های شیمیایی بتن_ روان‌ کننده بتن _ 5-افزودنی‌های شیمیایی بتن _ کاهنده آب بتن_ 

اسلاید 10: مواد افزودنی شیمیایی بتن حباب هواسازوظیفه این نوع افزودنی بتن ایجاد حباب‌های ریز هوا در بتن و ماده‌ای که برای ایجاد این حباب ها به کار می‌رود را ماده افزودنی شیمیایی بتن حباب هواسازمی نامند. اضافه کردن مواد افزودنی حباب‌ساز به بتن باعث تولید حباب‌های ریز هوا در داخل بتن و بین سنگ دانه‌ها می‌شود. این حباب‌ها باید بعد از سخت شدن بتن یا ملات در بتن بجا باقی بمانند.

اسلاید 11: کاربرد مواد افزودنی شیمیایی بتن حباب هواساز:  وظیفه این نوع افزودنی بتن برای بالا بردن دوام بتن درمقابل یخ بستن و ذوب شدن بتن می باشد.مواد افزودنی بتن حباب ساز برای مقاومت بتن درمقابل پوسته شدن سطح در اثر یخ زداهای مواد شیمیایی بتن می باشد. همچنین این مواد افزودنی بتن برای بالا بردن کارایی بتن و نفوذناپذیری شدن بتن و سخت شدن آن کاربرد دارد. برای بالا بردن میزان روانی بتن ازاین نوع مواد افزودنی بتن استفاده می شود. برای حالت دادن ارتجاعی یا فنری به بتن  این نوع مواد افزودنی بتن  نیز استفاده میگردد. برای کاهش و جدا شدن دانه‌ها و آب انداختن بتن از مواد افزودنی بتن هوازا استفاده استفاده میشود. از افزودنی های حباب زا عمدا برای ایجاد و تثبیت حباب های میکروسکوپی هوا در بتن استفاده می شود. حباب سازی به شکل قابل توجهی دوام بتن را در مقابل چرخه های یخ زدگی- یخ گشایی بهبود می بخشد. . مواد تشکیل دهنده  افزودنی بتن حباب‌ساز: چربی‌های طبیعی اسید استتاریک اسید اولئیک مواد کف کننده پودر آلومینیوم

اسلاید 12:

اسلاید 13: آسیب دیدگی ناشی از یخبندان (خردشدگی) در درز های روسازی راه (چپ) ترک خوردگی ناشی از یخبندان در نزدیکی درزها (راست)

اسلاید 14: نكتهحباب های هوا به مقدار زیادی مقاومت بتن را در برابر پوسته شدگی سطحی ناشی از مواد یخ زدای شیمیایی بهبود می بخشند به علاوه کارایی بتن تازه نیز به مقدار چشم گیری بهبود یافته و جداشدگی و آب اندازی بتن نیز کاهش یافته یا برطرف می شودبتن حباب دار دارای حباب های هواریزی است که به شکل یکنواخت در خمیر سیمان توزیع شده اند. در کانادا برای تولید حباب های هوا در بتن از افزودنی های حباب زا استفاده می شود. اما به هر حال در ایالات متحده علاوه بر افزودنی های حباب زا، سیمان های هوازا نیز وجود دارند که امکان تولید بتن حباب دار را با استفاده از افزودنی، سیمان هوازا یا ترکیب این دو روش فراهم می آورند.

اسلاید 15: پوسته شدگی سطح بتن در اثر نبود حباب های هوا، استفاده از مواد یخ زدا و عملیات پرداخت کاری و عمل آوری ضعیف

اسلاید 16: افزودنی‌های شیمیایی بتن دیرگیرکنندها دیرگیرکننده‌ها که جزئی از مواد افزودنی بتن هستند یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن است که این مواد برای پایین آوردن فرآیند آب‌گیری در بتن استفاده می‌شوند. معروفترین دیرگیر کننده بتن شکر می‌باشد. مقاومت نهایی بتن در حالت استفاده از دیرگیرکننده و بدون آن تفاوت خاصی ندارد.  

اسلاید 17: کاربرد دیرگیرکننده در مواد افزودنی‌ بتنکار مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن به تاخیر انداختن گیرش بتن است.مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن در بتن‌ ریزی‌های حجیم استفاده می شود. مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای جلوگیری از ترک های ناشی از گیرش در بتن‌ریزی‌های پشت سر هم مناسب می باشد.مواد افزودنی دیرگیرکننده بتن برای حمل بتن در فاصله‌های زیاد استفاده می شود.در صورت بتن ريزي در گرما ميتوان از ديرگير گننده ها استفاده كرد  انواع مواد افزودنی‌ دیرگیرکننده بتن: مواد افزودنی دیرگیرکننده  بتن و کاهنده معمولی آب و کاهنده قوی آب می باشند.

اسلاید 18: زودگیرکننده در مواد افزودنی‌ بتنمواد افزودنی زودگیرکننده‌ مواد تسریع‌کننده بتن هستند که یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن است. این مواد برای بالا بردن سرعت آب‌گیری در بتن به کار می رود. معروفترین زودگیر کننده‌ها کلرید کلسیم، کربنات سدیم و ترکیبات آلومینات است.  

اسلاید 19: کاربرد  مواد افزودنی زودگیر بتن :مواد افزودنی زودگیرکننده‌ بتن باعث افزایش سرعت گیرش بتن در مناطقی که در اثر سرمای زیاد امکان یخ بستن آب بتن را در بر دارد. از مواد افزودنی زودگیرکننده‌ بتن در محل هایی که به دلیل کم بودن تعداد قالب، نیاز به باز کردن سریع قالب داشته باشند استفاده می شود.  انواع مواد افزودنی زودگیرکننده: مواد زودگیرکننده  بتن و کاهنده معمولی آب میباشد.

اسلاید 20: روان‌کننده  بتن در مواد افزودنی‌ شیمیایی بتن  مواد افزودنی روان‌کننده‌ بتن یا مواد افزودنی خمیری‌کننده  بتن یکی از انواع افزودنی‌های شیمیایی بتن است. همچنین برای بهبود کارایی بتن تازه از این مواد افزودنی بتن استفاده می شود.

اسلاید 21: کارایی افزودنی روان‌کننده بتن:مواد افزودنی روان‌کنند بتن ه برای بهبود بخشیدن خواص بتن خشن است. مواد افزودنی  روان‌کننده بتن برای ساخت بتن قابل استفاده با ماله آهنی می باشد.مواد افزودنی روان‌کننده بتن برای بتن‌ ریزی قطعات با تراکم زیاد آرماتور مناسب می باشد.مواد افزودنی روان‌کننده بتن برای بتن‌ریزی با استفاده از لوله کاربرد دارد.همچنین مواد افزودنی روان‌کننده بتن  برای تهیه بتن فوق‌العاده روان مناسب است.  انواع مواد افزودنی روان‌کنندها بتن: روان کننده‌ معمولی و فوق روان کننده‌. که به صورت مایع و پودری وجود دارند.

اسلاید 22: افزودنی های کاهنده آباز افزودنی های کاهنده آب برای کاهش مقدار آب اختلاط لازم برای تولید بتنی با اسلامپ معین، کاهش نسبت آب-سیمان،کاهش مقدار سیمان یا افزایش اسلامپ استفاده می شود. افزودنی های معمول کاهنده آب، مقدار آب را در حدود 5 تا 10% کاهش می دهند. مواد افزودنی کاهنده آب در بتن به منظور تغییر مقدار آب مصرفی در شرایط یکسان روانی بتن است. اضافه کردن افزودنی کاهنده آب به بتن بدون کاهش مقدار آب می تواند به ایجاد مخلوطی با اسلامپ بالاتر منجر شود. اما به هر حال سرعت افت اسلامپ کاهش پیدا نمی کند و در اکثر موارد افزایش می یابد.افت سریع اسلامپ به کاهش کارایی و زمان کمتر برای بتن ریزی منجر می گردد. انواع مواد افزودنی  کاهنده آب در بتن: این مواد به دو نوع زیر تقسیم بندی میشوند : کاهنده معمولی وکاهنده قوی آب در بتن است.

اسلاید 23: مواد افزودنی معدنی بتنپوزولان‌ها: پوزولان‌ها از مواد سیلیسی یا سیلیسی و آلومینی که خود به تنهایی دارای چسبانندگی کم است، اما به شکل بسیار ریز در معرض رطوبت طی واکنش شیمیایی با هیدروکسید کلسیم در دمای معمولی ترکیب‌هایی با خاصیت سیمانی تولید میکند. واژه پوزولان از منطقه ای در ایتالیا گرفته شده كه حدود ۲۰۰۰ سال پیش برای اولین بار پوزولان در آنجا کشف شده بوده. اگر چه بتن دارای پوزولان، نسبت به بتن با سیمان پرتلند آرام تر به مقاومت اولیه می رسد، اما مقاومت نهایی آن مساوی یا بیشتراز مقاومت بتن با سیمان پرتلند است.

اسلاید 24: فواید استفاده از بتن دارای پوزولان( مواد افزودنی)استفاده از بتن دارای پوزولان برای کم کردن میزان سیمان. استفاده از بتن دارای پوزولان برای کم کردن سرعت و میزان حرارت بدست آمده از فرایند آب‌گیری سیمان.استفاده از پوزولان برای بهبود کارایی بتن.استفاده از بتن دارای پوزولان برای بالا بردن مقاومت بتن.استفاده از بتن دارای پوزولان برای افزایش پایایی بتن از راه کم کردن نفوذ پذیری. استفاده از بتن دارای پوزولان هزینه اقتصادی کمتری در بر دارد. بتن دارای پوزولان برای بالابردن مقاومت در برابر حمله اسیدها و سنگدانه ها. بتن دارای پوزولان برای جلوگیری از ترک خوردن سطح بتن. استفاده از بتن دارای پوزولان کاهش بتن ریزی را نیز در بر دارد.

اسلاید 25: انواع پوزولان‌ها مورد استفاده در بتن پوزولان‌های طبیعی و خام و صنعتی که این مواد را در بر دارند خاکستر بادی ، دوده سیلیس، سربازه كوره های آهن گذاری، خاكستر پوسته برنج، رس كلسینه.

اسلاید 26: تاثیر بر اسلامپ

اسلاید 27: افت اسلامپ در دمای 23 درجه سانتیگراد در مخلوط های دارای کاهنده آب معمول (ASTM C494 , Type D) در مقایسه با مخلوط شاهد: (Whiting , Dziedzic 1992)

اسلاید 28: تاثیر بر مقاومتبا استفاده از افزودنی های کاهنده آب، معمولا مقاومت افزایش می یابد، زیرا نسبت آب-سیمان کاهش می یابد.برای بتن های با مقدار سیمان، حباب های هوا و اسلامپ یکسان، مقاومت 28 روزه بتن دارای کاهنده آب می تواند 10 تا 25% از بتن بدون افزودنی بیشتر باشدافزودنی های کاهنده آب علی رغم کاهش مقدار آب ممکن است جمع شدگی ناشی از خشک شدن را افزایش دهند که البته تاثیر آن بر روی جمع شدگی در مقایسه با دیگر عوامل موثر، کوچک است.

اسلاید 29: استفاده از کاهنده آب برای کاهش مقدار سیمان و آب اختلاط بتن (در ضمن حفظ نسبت آب-سیمان ثابت) می تواند به مقاومت فشاری یکسان یا کمتری منجر شده و افت اسلامپ با ضریب دو یا بیشتر افزایش پیدا کند (Whiting , Dziedzic 1992)

اسلاید 30: تاثیر بر آب اندازی بتنافزودنی های کاهنده آب بسته به ترکیب شیمیایی مخلوط ممکن است آب اندازی بتن را افزایش یا کاهش داده و یا هیچ تاثیری بر آن نداشته باشدافزودنی های کاهنده آب نوع ASTM C494 A تاثیر کمی بر گیرش دارند، در حالی که افزودنی های نوع D کاهش آب را همراه با کندگیری انجام داده و در افزودنی های نوع E کاهش آب با تسریع گیرش همراه است

اسلاید 31: افزودنی های کاهنده نوع D معمولا زمان گیرش بتن را یک تا سه ساعت به تاخیر می اندازند

اسلاید 32: برخی از افزودنی های کاهنده آب باعث ایجاد مقداری حباب هوا در بتن می شوند. افزودنی های پایه Lignin مقدار هوا را 1 تا 2 درصد افزایش می دهند. بتن ها ی حاوی کاهنده آب معمولا از خصوصیت حفظ هوای خوبی برخوردارند.