مواد حباب‌زا در بتن و کاربرد

مواد حباب‌زا در بتن و کاربرد

ﻣﻮﺍﺩ ﺍﻓﺰﻭﺩنی حباب‌زا در بتن ﺑﺎﻋﺚ اضافه کردن مواد حباب‌ساز به بتن سبب تولید حباب‌های ریز هوا در داخل بتن و بین سنگ دانه‌ها می‌شود. این حباب‌ها باید پس از سخت شدن بتن یا ملات در آن باقی بمانند.‌ ﺍﻳﻦ حباب‌های بسیار ﺭﻳﺰ ﺑﺎ ﭼﺸﻢ ﻏﻴﺮ ﻣﺴﻠﺢ قابل‌رؤیت نبوده و هدف اصلی استفاده از مواد حباب‌زا ایجاد عمدی این حباب‌ها در بتن است.

مواد تشکیل دهنده افزودنی بتن حباب‌ساز‌

دیرگیرکننده‌ها که جزئی از مواد افزودنی بتن هستند برای کاهش فرآیند آب‌گیری در بتن کاربرد دارند. معروفترین دیرگیر کننده بتن، شکر است. تفاوت خاصی در مقاومت نهایی بتن در حالت استفاده از دیرگیرکننده و بدون آن وجود ندارد.^‌

کاربرد مواد حباب‌زا در بتن

• افزایش دوام بتن در برابر یخ بستن و ذوب شدن پیاپی
• مقاومت بتن در برابر پوسته شدگی سطح ناشی از یخ زداهای شیمیایی
• افزایش کارایی بتن و نفوذناپذیری بتن سخت شده به میزان زیاد
• افزایش میزان روانی بتن
• دادن حالت ارتجاعی و فنری به بتن
• کاهش جدا شدن دانه‌ها و آب انداختن بتن

مواد تشکیل دهنده حباب‌ساز

• چربی‌های طبیعی
• اسید استتاریک
• اسید اولئیک
• مواد کف کننده
• پودر آلومینیوم در مجاورت قلیایی‌ها
• ترکیبات شوینده

ﻣﺤﺎﺳﻦ استفاده از مواد حباب‌زا در بتن

• جلوگیری از خرابی ﺑﺘﻦ و بالا بردن دوام آن ﺩﺭ سیکل‌های یخ زدن ﻭ ذوب شدن ﻣﺘﻮﺍﻟی (مهمترین کاربرد مواد حباب‌زا).
• ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻛﺎﺭﺍیی ﺑﺘﻦ ﺗﺎﺯﻩ.
• ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺑﺘﻦ ﺩﺭ برابر ﺗﻮﺭﻕ ﻳﺎ پوسته‌شدن ﺑﺘﻦ.
• افزایش مقاومت بتن در برابر سایش.
• کاهش چشم‌گیر نفوذپذیری بتن و در نتیجه کاهش میزان نفوذ یون کلر و سولفات به جسم بتن.
• ﻛﺎﻫﺶ ﺟﺬﺏ آب بتن.
• ﻛﺎﻫﺶ افت و جمع شدگی بتن.
• ﻛﺎﻫﺶ ﺧﺰﺵ ﺑﺘﻦ.
• ﻛﺎﻫﺶ ﺟﺪﺍﺷﺪﮔﻲ سنگﺩﺍﻧﻪﻫﺎ در بتن تازه.
• ﻛﺎﻫﺶ ﺁﺏ ﺍﻧﺪﺍﺧﺘﮕی سطحی در ﺑﺘﻦ تازه.

اثر مواد جباب زا بر روی خواص بتن تازه

‌کارایی

مصرف مواد حباب‌زا در یک نسبت آب به سیمان ثابت، کارایی و اسلامپ بتن را بیشتر می‌کند. حتی هنگامی‌که تحت شرایطی اسلامپ یکسانی وجود دارد، بتن حاوی مواد حباب‌زا دارای کارایی بیشتر و چسبنده‌تر از بتن مشابه و فاقد حباب‌زا است، مگر اینکه عیار سیمان زیاد باشد. در عیار سیمان زیاد، بتن حبابدار به شدت چسبناک می‌شود و پرداخت سطح آن مشکل میشود.

‌‌آب انداختن و جداشدگی

جداشدگی و آب‌انداختن بتن تازه با استفاده از مواد حباب‌زا کاهش می‌یابد.

‌جمع‌شدگی بتن تازه

با مصرف مواد حباب‌زا جمع شدگی بتن تازه در هنگام گیرش کاهش می‌یابد و یا حتی انبساط جزیی را به همراه می‌آورد. به هر حال در مجموع جمع شدگی خمیری کاهش می‌یابد.

اثر مواد حباب زا بر روی خواص بتن سخت شده

‌مقاومت

وجود حباب‌های عمدی در بتن همانند وجود حباب‌های غیرعمدی، مقاومت بتن را کاهش می‌دهد، اما مقدار کاهش یکسان نخواهد بود. به ازای هر یک درصد حباب هوای عمدی در بتن عملاً ۳ درصد مقاومت کاهش می‌یابد. در حالی که ازای هر یک درصد حباب هوای غیرعمدی (Entrapped Air) که بدلیل عدم تراکم کافی بوجود می‌آید بیش از ۵ درصد مقاومت کاهش می‌یابد. اگر عیار سیمان در بتن، متوسط تا زیاد باشد کاهش مقاومت ناشی از وجود حباب هوای عمدی افزایش می‌یابد. هر چند باید گفت اگر به کمک مواد حبابزا بتوانیم مقدار آب را کاهش دهیم، مقدار نسبت آب به سیمان کم شده و بخشی از این کاهش مقاومت جبران می‌شود (با فرض عیار سیمان و اسلامپ ثابت).

‌نفوذپذیری

نفوذپذیری بتن سخت شده با وجود حباب‌های ریز و پخش در خمیر سیمان به شدت کاهش می‌یابد که در افزایش دوام بتن مؤثر است.

‌جذب آب

جذب آب مویینه بتن حباب‌دار نیز به مراتب کمتر از بتن معمولی است که این عامل نیز در افزایش دوام بتن موثر است.

‌مقاومت در برابر چرخه‌های یخ‌زدن و آب شدن

مهمترین تأثیر مواد حباب‌زا در بتن سخت شده، افزایش پایایی بتن در برابر چرخه‌های متوالی یخ‌زدن و آب‌شدن است. وجود حباب‌های ریز و بسته که همچون یک ماسه ریز و نرم عمل می‌کنند، نفوذ پذیری را کاهش می‌دهد و همچنین انبساط ناشی از یخ‌ زدن آب توسط این حباب‌‌ها تحمل می‌شود و تنش‌های قابل توجهی را به خمیر سیمان منتقل نمی‌کند و دوام بتن بالا می‌رود.

‌نفوذ پرتوهای رادیواکتیو

وجود حباب‌های عمدی به شدت به افزایش نفوذ پرتوها به بتن کمک می‌کنند و لذا استفاده از این افزودنی در بتن‌هایی که به عنوان سپر در برابر پرتوهای رادیواکتیو بکار می‌روند، به شدت زیان‌آور است.

‌جمع شدگی ناشی از خشک شدن

در ملات‌ها و بتن وجود حباب باعث افزایش قابلیت نگهداری آب در بتن سخت شده می‌شود و جمع شدگی ناشی از خشک شدگی ملات و بتن سخت شده کاهش می‌‌یابد و از این نظر ترک خوردگی کم‌تر می‌شود و دوام افزایش می‌یابد.

‌انبار کردن

مواد حباب‌زا به دو صورت جامد (پودر یا پولک) یا مایع تولید و مصرف می‌شوند. این مواد حتی بصورت مایع در اثر یخبندان آسیب نمی‌بینند، اما در دستورالعمل تولیدکنندگان جلوگیری از یخ زدن آنها توصیه می‌شود. معمولاً‌ تا ۶ ماه نگه‌داری در شرایط مساعد مشکلی برای این مواد به وجود نمی‌آید، اما پس از ۶ ماه انجام آزمایش بر روی آن‌ها و انطباق آن‌ها با مشخصات استاندارد ضروری به نظر می‌رسد.

مقدار مصرف مواد حباب زا

مقدار مصرف مواد حباب‌زا حدود ۴ تا ۸ درصد وزن سیمان است که با توجه به پارامترهای زیر تعیین می‌شود.

1. حداکثر اندازه اسمی سنگدانه‌ها در بتن تولیدشده.
2. بتن سخت شده در شرایط تماس دائمی با رطوبت خواهد بود (نظیر رویه‌های بتنی، مخازن آب بتنی و …) یا فقط گاهی در تماس با رطوبت خواهد بود.
3. مقاومت مشخصه بتن مصرفی.

معمولاً به ازاء هر ۱ درصد هوا که به‌طور عمدی یا تصادفی داخل بتن وارد شود حدود ۴ درصد از مقاومت کاسته می‌شود. قابل‌ذکر است که این کاهش مقاومت با توجه به کاهش نسبت آب به سیمان در بتن تا حدود زیادی جبران می‌شود. منبع: همیار ناظر