مواد حباب‌زا در بتن

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.^‌

کاریرد

• 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 عيار سيمان زياد، بتن حبابدار به شدت چسبناک می‌شود و پرداخت سطح آن مشكل میشود.

‌‌آب انداختن و جداشدگی

جداشدگی و آب‌انداختن بتن تازه با استفاده از مواد حباب‌زا كاهش می‌يابد.

‌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 غيرعمدی، مقاومت بتن را كاهش می‌دهد، اما مقدار كاهش يكسان نخواهد بود. به ازای هر يک درصد حباب هوای عمدی در بتن عملاً ۳ درصد مقاومت کاهش می‌یابد. در حالی كه ازای هر يک درصد حباب هوای غيرعمدی (Entrapped Air) كه بدليل عدم تراكم كافی بوجود می‌آيد بيش از ۵ درصد مقاومت كاهش می‌یابد. اگر عيار سيمان در بتن، متوسط تا زياد باشد كاهش مقاومت ناشی از وجود حباب هوای عمدی افزايش می‌يابد. هر چند بايد گفت اگر به كمک مواد حبابزا بتوانيم مقدار آب را كاهش دهيم، مقدار نسبت آب به سيمان كم شده و بخشی از این کاهش مقاومت جبران می‌شود (با فرض عيار سيمان و اسلامپ ثابت).

‌نفوذپذیری

نفوذپذيری بتن سخت شده با وجود حباب‌های ريز و پخش در خمير سيمان به شدت کاهش می‌یابد که در افزايش دوام بتن مؤثر است.

‌جذب آب

جذب آب مويينه بتن حباب‌دار نيز به مراتب كمتر از بتن معمولی است که اين عامل نيز در افزايش دوام بتن موثر است.

‌مقاومت در برابر چرخه‌های یخ‌زدن و آب شدن

مهمترين تأثير مواد حباب‌زا در بتن سخت شده، افزايش پايايی بتن در برابر چرخه‌های متوالی يخ‌زدن و آب‌شدن است. وجود حباب‌های ريز و بسته كه همچون يک ماسه ريز و نرم عمل می‌كنند، نفوذ پذيری را كاهش می‌دهد و همچنين انبساط ناشی از يخ‌ زدن آب توسط اين حباب‌‌ها تحمل می‌شود و تنش‌های قابل توجهی را به خمير سيمان منتقل نمی‌كند و دوام بتن بالا می‌رود.

‌نفوذ پرتوهای رادیواکتیو

وجود حباب‌های عمدی به شدت به افزايش نفوذ پرتوها به بتن كمک می‌كنند 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 افزايش قابليت نگهداری آب در بتن سخت شده می‌شود و جمع شدگی ناشی از خشک شدگی ملات و بتن سخت شده كاهش می‌‌يابد و از اين نظر ترک خوردگی كم‌تر می‌شود و دوام افزايش می‌يابد.

‌انبار كردن

مواد حباب‌زا به دو صورت جامد (پودر يا پولک) يا مايع توليد و مصرف می‌شوند. اين مواد حتی بصورت مايع در اثر يخبندان آسيب نمی‌بينند، اما در دستورالعمل توليدكنندگان جلوگيری از يخ زدن آنها توصيه می‌شود. معمولاً‌ تا ۶ ماه نگه‌داری در شرايط مساعد مشكلی برای اين مواد به وجود نمی‌آيد، اما پس از ۶ ماه انجام آزمايش 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: عمران سافت