افزودنی‌های بتن؛ انواع، کاربرد، علت استفاده، مقدار مصرف و برندهای موجود در بازار ایران
راهنمای مهندسی انتخاب و مصرف افزودنی‌های بتن در پروژه‌های ساختمانی، عمرانی و سازه‌های بتن‌آرمه
۱ افزودنی بتن چیست؟
افزودنی بتن ماده‌ای است که به منظور تغییر یا بهبود یکی از خواص بتن تازه یا سخت‌شده، در مقدار کنترل‌شده به بتن اضافه می‌شود.
افزودنی می‌تواند برای افزایش روانی، کاهش آب، کنترل زمان گیرش، حفظ اسلامپ، ایجاد حباب هوای کنترل‌شده، کاهش نفوذپذیری یا دستیابی به ویژگی‌های خاص بتن به کار رود.
۲ چرا از افزودنی بتن استفاده می‌کنیم؟
۳ تفاوت افزودنی شیمیایی و مواد سیمانی مکمل
| ماده | ماهیت | نمونه | هدف اصلی |
|---|---|---|---|
| افزودنی شیمیایی | معمولاً مقدار کم | فوق‌روان‌کننده | تغییر رفتار بتن |
| مواد سیمانی مکمل | جزء قابل توجه مخلوط | میکروسیلیس، سرباره، خاکستر بادی | تغییر ساختار و عملکرد بتن |
| الیاف | تقویت‌کننده | پلی‌پروپیلن، فولادی | کنترل ترک و افزایش برخی خواص |
۴ دسته‌بندی کلی افزودنی‌های بتن
| نوع | هدف اصلی | محل کاربرد |
|---|---|---|
| کاهنده آب | کاهش آب اختلاط | بتن معمولی |
| فوق‌روان‌کننده | کاهش زیاد آب و افزایش روانی | بتن با مقاومت بالا |
| دیرگیرکننده | افزایش زمان گیرش | هوای گرم و حمل طولانی |
| زودگیرکننده | تسریع گیرش یا مقاومت اولیه | کارهای خاص و هوای سرد |
| حباب‌زا | ایجاد حباب کنترل‌شده | بتن در معرض یخ‌زدگی |
| حفظ‌کننده اسلامپ | حفظ کارایی | بتن آماده و حمل طولانی |
| آب‌بندکننده | کاهش نفوذ آب | مخازن، استخر و سازه‌های در معرض آب |
۵ روان‌کننده‌های بتن
روان‌کننده‌های معمولی برای افزایش کارایی بتن یا کاهش بخشی از آب اختلاط استفاده می‌شوند.
علت استفاده: افزایش اسلامپ، بهبود تراکم و امکان کاهش آب بدون افزایش آب به صورت خودسرانه.
۶ فوق‌روان‌کننده‌ها
فوق‌روان‌کننده‌ها نسبت به روان‌کننده‌های معمولی توان بیشتری برای کاهش آب و ایجاد کارایی بالا دارند.
۷ فوق‌روان‌کننده‌های پلی‌کربوکسیلاتی PCE
نسل جدید فوق‌روان‌کننده‌ها معمولاً بر پایه پلی‌کربوکسیلات اتر هستند و برای بتن‌های با نسبت آب به سیمان پایین، بتن پرمقاومت و بتن خودتراکم کاربرد زیادی دارند.
| ویژگی | نتیجه |
|---|---|
| کاهش آب زیاد | امکان کاهش W/C |
| اسلامپ بالا | سهولت پمپاژ و تراکم |
| حفظ اسلامپ | مناسب بتن آماده |
| دوز بالا | ممکن است زمان گیرش تغییر کند |
۸ افزودنی دیرگیرکننده
دیرگیرکننده برای افزایش زمان گیرش بتن استفاده می‌شود.
کاربردهای اصلی:
- بتن‌ریزی در هوای گرم
- حمل طولانی بتن آماده
- بتن‌ریزی‌های حجیم
- زمان بیشتر برای پرداخت
۹ افزودنی زودگیرکننده
زودگیرکننده‌ها برای کاهش زمان گیرش یا افزایش سرعت کسب مقاومت اولیه استفاده می‌شوند.
- کارهای تعمیراتی
- شرایط خاص هوای سرد
- برخی بتن‌های پاششی
- مواردی که زمان گیرش باید کاهش یابد
۱۰ افزودنی حباب‌زا
افزودنی حباب‌زا حباب‌های بسیار ریز و کنترل‌شده در بتن ایجاد می‌کند.
هدف اصلی در کاربردهای متعارف، افزایش مقاومت بتن در برابر چرخه‌های یخ‌زدگی و ذوب‌شدن است.
۱۱ افزودنی‌های کاهنده آب
کاهنده آب اجازه می‌دهد برای یک اسلامپ مشخص، آب اختلاط کاهش یابد.
۱۲ افزودنی‌های نگهدارنده اسلامپ
در پروژه‌هایی که بتن از بچینگ تا محل تخلیه زمان زیادی در راه است، حفظ اسلامپ اهمیت زیادی دارد.
این افزودنی‌ها به‌ویژه در بتن آماده و شرایط آب‌وهوایی گرم می‌توانند کاربرد داشته باشند.
۱۳ افزودنی‌های بتن خودتراکم SCC
بتن خودتراکم به روانی بسیار بالا، پایداری مناسب و مقاومت در برابر جداشدگی نیاز دارد.
۱۴ افزودنی ضدیخ و بتن در هوای سرد
محصولات موسوم به ضدیخ بتن در بازار ایران عرضه می‌شوند؛ اما نباید آنها را جایگزین مجموعه تمهیدات لازم برای بتن‌ریزی در هوای سرد دانست.
۱۵ افزودنی‌های آب‌بندکننده
برای کاهش نفوذ آب یا بهبود عملکرد بتن در محیط‌های مرطوب، از سیستم‌های آب‌بندکننده و افزودنی‌های مناسب استفاده می‌شود.
- مخازن آب
- استخر
- پارکینگ
- فونداسیون در معرض رطوبت
- سازه‌های زیرزمینی
۱۶ افزودنی‌های کنترل جمع‌شدگی
این گروه برای کاهش اثر جمع‌شدگی و ترک‌های ناشی از خشک‌شدن در برخی سیستم‌های بتنی استفاده می‌شود.
انتخاب آنها باید همراه با کنترل عمل‌آوری و شرایط محیطی انجام شود.
۱۷ افزودنی‌های ضدخوردگی
در محیط‌هایی که خطر خوردگی میلگرد زیاد است، می‌توان از سیستم‌های محافظتی و افزودنی‌های ضدخوردگی مناسب استفاده کرد.
اما کاهش نفوذپذیری بتن و رعایت ضخامت پوشش بتن همچنان از اصول اصلی حفاظت آرماتور هستند.
۱۸ افزودنی‌های بتن پمپی
بتن پمپی باید روانی، چسبندگی و پایداری مناسبی داشته باشد تا در خط لوله دچار گرفتگی یا جداشدگی نشود.
۱۹ افزودنی‌های بتن حجیم
در بتن حجیم کنترل حرارت هیدراتاسیون و اختلاف دمای داخلی و سطحی اهمیت زیادی دارد.
از ترکیب طرح اختلاط مناسب، مواد سیمانی مناسب و افزودنی‌های کنترل‌کننده گیرش و کارایی می‌توان برای کنترل شرایط اجرایی استفاده کرد.
۲۰ افزودنی‌های مورد استفاده در هوای گرم
در هوای گرم معمولاً حفظ اسلامپ، کنترل گیرش و کاهش آب اختلاط اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
۲۱ برندهای موجود در بازار ایران
بازار ایران شامل تولیدکنندگان داخلی و برندهای بین‌المللی است. در انتخاب برند باید علاوه بر نام تجاری، دیتاشیت، استاندارد، تاریخ تولید، شرایط نگهداری و نتیجه آزمایش روی بتن واقعی پروژه بررسی شود.
| گروه | برند / تولیدکننده | محصولات یا حوزه فعالیت |
|---|---|---|
| داخلی | بتن شیمی | فوق‌روان‌کننده، کاهنده آب، دیرگیر، زودگیر، ژل میکروسیلیس |
| داخلی | بتن شیمی خاتم | فوق‌روان‌کننده، روان‌کننده، ضدیخ، ژل میکروسیلیس |
| داخلی | آبادگران | روان‌کننده، فوق‌روان‌کننده، زودگیر، دیرگیر، ژل میکروسیلیس |
| داخلی | شورلول | شورپلاست، ژل میکروسیلیس، ضدیخ و افزودنی‌های بتن |
| داخلی | CAPCO | PCE، نفتالین، لیگنوسولفونات، حباب‌زا و قوام‌دهنده |
| بین‌المللی | Sika | ViscoCrete، Sikament و خانواده‌های تخصصی افزودنی |
| بین‌المللی | Mapei | Dynamon و افزودنی‌های تخصصی بتن |
| بین‌المللی | Fosroc | Conplast و خانواده افزودنی‌های بتن |
۲۲ محصولات بتن شیمی
بتن شیمی از تولیدکنندگان قدیمی حوزه افزودنی‌های بتن در ایران است و خانواده‌هایی از فوق‌کاهنده‌های آب، فوق‌روان‌کننده‌ها، محصولات دیرگیر و زودگیر و سایر افزودنی‌ها را عرضه می‌کند.
| نمونه خانواده | کاربرد | نحوه انتخاب |
|---|---|---|
| BC 102 NPC | فوق‌کاهنده آب و فوق‌روان‌کننده | طبق دیتاشیت و طرح اختلاط |
| BC 102 RPC | فوق‌کاهنده آب دیرگیر | مناسب شرایط نیازمند حفظ زمان کارایی |
| BC 101 NPC | فوق‌روان‌کننده زودگیر | شرایط نیازمند گیرش سریع‌تر |
| BC 103 RPC | فوق‌روان‌کننده دیرگیر | شرایط گرم و حمل طولانی |
| BC 104 | فوق‌روان‌کننده و کاهنده آب | طبق طرح اختلاط |
۲۳ محصولات بتن شیمی خاتم
بتن شیمی خاتم خانواده‌هایی از افزودنی‌های بتن، فوق‌روان‌کننده، روان‌کننده، ضدیخ و ژل‌های میکروسیلیس را عرضه می‌کند.
۲۴ محصولات آبادگران
آبادگران نیز از برندهای شناخته‌شده بازار مواد شیمیایی ساختمان ایران است و گروه‌های مختلف روان‌کننده، فوق‌روان‌کننده، زودگیر، دیرگیر و محصولات مرتبط با بتن را عرضه می‌کند.
۲۵ محصولات شورلول
در بازار ایران، محصولات شورلول شامل افزودنی‌هایی مانند شورپلاست، ژل میکروسیلیس الیاف‌دار و ضدیخ بتن معرفی شده‌اند.
۲۶ CAPCO
CAPCO مجموعه‌ای از افزودنی‌های بتن شامل ابرروان‌کننده‌های پایه PCE، فوق‌روان‌کننده‌های نفتالینی، روان‌کننده‌های لیگنوسولفوناتی، مواد حباب‌زا، قوام‌دهنده و کنترل‌کننده گیرش عرضه می‌کند.
۲۷ برندهای بین‌المللی
| برند | خانواده نمونه | کاربرد | نمونه بازه مصرف اعلام‌شده |
|---|---|---|---|
| Sika | ViscoCrete | فوق‌روان‌کننده PCE | حدود ۰٫۵ تا ۲ L/100kg در برخی محصولات |
| Mapei | Dynamon SP5000 | فوق‌روان‌کننده | حدود ۰٫۵ تا ۲ L/100kg |
| Mapei | Dynamon SR2 | حفظ اسلامپ / بتن آماده | حدود ۰٫۸ تا ۱٫۵ L/100kg |
| Fosroc | Conplast | روان‌کننده و فوق‌روان‌کننده | طبق محصول و دیتاشیت |
۲۸ جدول انتخاب افزودنی بر اساس مشکل کارگاه
| مشکل | افزودنی مناسب | علت |
|---|---|---|
| اسلامپ کم | روان‌کننده / فوق‌روان‌کننده | افزایش کارایی |
| آب زیاد طرح | کاهنده آب / فوق‌روان‌کننده | کاهش آب |
| افت سریع اسلامپ | حفظ‌کننده اسلامپ | افزایش زمان کارایی |
| هوای گرم | دیرگیر + حفظ اسلامپ | کنترل گیرش و کارایی |
| هوای سرد | محصول مناسب شرایط سرد | کنترل گیرش و مقاومت اولیه |
| نیاز به بتن خودتراکم | PCE + قوام‌دهنده | روانی بالا و کنترل جداشدگی |
| یخ‌زدگی و ذوب | حباب‌زا | ایجاد سیستم حباب کنترل‌شده |
| نفوذ آب | سیستم آب‌بندی مناسب | کاهش نفوذپذیری |
۲۹ مقدار مصرف افزودنی‌های بتن
جدول زیر فقط برای انتخاب اولیه و برآورد مهندسی است و به هیچ عنوان جایگزین دیتاشیت محصول و آزمایش طرح اختلاط نیست.
| نوع افزودنی | محدوده اولیه متعارف | مبنای محاسبه | تأکید |
|---|---|---|---|
| روان‌کننده | حدود ۰٫۲ تا ۱٪ | وزن مواد سیمانی | محصول‌محور |
| فوق‌روان‌کننده | حدود ۰٫۵ تا ۲٪ | وزن مواد سیمانی | محصول‌محور |
| PCE | حدود ۰٫۵ تا ۲٪ در بسیاری از محصولات | وزن مواد سیمانی | حتماً تست شود |
| دیرگیر | حدود ۰٫۳ تا ۱٫۵٪ | وزن مواد سیمانی | بسته به محصول |
| زودگیر | بسته به محصول | طبق دیتاشیت | کنترل زمان گیرش |
| حباب‌زا | دوز بسیار کم و محصول‌محور | طبق مقدار هوای هدف | با آزمایش کنترل شود |
۳۰ نحوه صحیح اضافه کردن افزودنی
تعیین دوز
کالیبراسیون پیمانه
افزودن آب
افزودن افزودنی
اختلاط کامل
کنترل اسلامپ
کنترل دما
ساخت نمونه
ثبت نتایج
تأیید نهایی
بعضی محصولات باید همراه آب اختلاط و بعضی پس از خیس شدن مخلوط اضافه شوند. بنابراین دستورالعمل سازنده همان محصول باید ملاک باشد.
۳۱ سازگاری افزودنی و سیمان
یک افزودنی ممکن است با یک نوع سیمان عملکرد بسیار خوبی داشته باشد اما با سیمان دیگر افت اسلامپ، گیرش متفاوت یا رفتار دیگری ایجاد کند.
۳۲ آزمایش قبل از مصرف
قبل از مصرف گسترده افزودنی در پروژه، باید یک بچ آزمایشی یا آزمایش آزمایشگاهی با مصالح واقعی پروژه انجام شود.
| آزمایش | هدف |
|---|---|
| اسلامپ | کنترل کارایی |
| اسلامپ زمان‌دار | بررسی حفظ روانی |
| زمان گیرش | کنترل اثر افزودنی |
| دمای بتن | کنترل شرایط اجرا |
| مقاومت فشاری | بررسی اثر بر مقاومت |
| هوا | در صورت استفاده از حباب‌زا |
۳۳ خطاهای رایج در کارگاه
۳۴ چک‌لیست مهندس ناظر
۳۵ چک‌لیست مجری
۳۶ روند صحیح انتخاب افزودنی
مشکل پروژه
انتخاب نوع افزودنی
انتخاب برند
مطالعه دیتاشیت
بچ آزمایشی
اصلاح دوز
کنترل اسلامپ
کنترل مقاومت
تأیید ناظر
مصرف پروژه
۳۷ مثال محاسبه مقدار مصرف افزودنی
فرض کنیم در یک طرح اختلاط، مقدار مواد سیمانی برابر:
و دیتاشیت افزودنی دوز اولیه برابر ۱ درصد وزن مواد سیمانی پیشنهاد کند.
| پارامتر | مقدار |
|---|---|
| مواد سیمانی | ۴۰۰ kg/m³ |
| دوز افزودنی | ۱٪ |
| محاسبه | ۴۰۰ × ۰٫۰۱ |
| مقدار افزودنی | ۴ kg/m³ |
۳۸ جمع‌بندی نهایی
افزودنی بتن زمانی ارزش واقعی دارد که برای یک مشکل مشخص انتخاب شود. استفاده از افزودنی صرفاً برای «قوی‌تر شدن بتن» روش مهندسی محسوب نمی‌شود.
• مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران ـ طرح و اجرای ساختمان‌های بتن‌آرمه.
• استانداردها و دیتاشیت‌های فنی تولیدکنندگان افزودنی بتن.
• Sika ـ خانواده ViscoCrete و Sikament.
• Mapei ـ خانواده Dynamon.
• Fosroc ـ خانواده Conplast.
• بتن شیمی ـ خانواده افزودنی‌ها و فوق‌روان‌کننده‌ها.
• بتن شیمی خاتم ـ خانواده روان‌کننده، فوق‌روان‌کننده، ژل میکروسیلیس و ضدیخ.
• آبادگران ـ محصولات افزودنی بتن.
• شورلول ـ افزودنی‌های بتن و محصولات شورپلاست.
• CAPCO ـ افزودنی‌های بتن بر پایه PCE، نفتالین و لیگنوسولفونات.