میزان یون ورودی به بتن مستقیماً با میزان شوریِ آب دریا رابطه دارد. همچنین به صورت کلی به میزان آب مورد استفاده نیز بستگی دارد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که از لحاظ ایجاد مشکل و مخرب بودن، سولفات‌ها در رتبه‌ی اول قرار دارند و بیشترین مشکل را ایجاد می‌کنند. همین موضوع باعث شد تا سیمان‌های مقاوم در برابر حملات سولفاتیتولید شوند. بتن‌هایی که نسبت آب به سیمان در آن‌ها به نسبت کمتر است، دارای مقاومت بیشتری در برابر سولفات‌ها می‌باشند.
نمک موجود در آب دریا، مقاومت بتن را بین 10 تا 20 درصد کاهش می‌دهد. بیشتر از کاهش مقاومت، خوردگی فولاد تقویت شده در بتن است که دردسر ساز می‌شود. کلریدها عامل اصلی خوردگی در بتن هستند.
بتنی که در معرض هوا قرار دارد، شانس خوردگی‌اش بیشتر از بتنی است که در آب است. یکی دیگر از تاثیرهای کلریدبر روی بتن فرسایش یا شوره زدن بتن است.
برای مقابله با یون کلرید، توصیه می‌شود تا از سیمانی با مقدار C3A بالا استفاده شود. آلومینیوم جلوی فعالیت کلرید در بتن را می‌گیرد. که در نهایت باعث افزایش عمر فولاد و دوام سازه می‌شود.
دو دلیل اصلی وجود یون کلرید در بتن به شرح زیر می‌باشد:
1. اضافه کردن کلسیم کلرید به بتن به عنوان افزودنی
2. استفاده از آب دریا در مخلوط بتن
اگر در سیمان‌هایی که در برابر سولفات مقاوم نیستند، از CaCl2 استفاده شود؛ این ماده مخرب بودن سولفات‌ها را افزایش می‌دهد. اگر سیمان حاوی مواد ضد سولفاتی و مقاوم در برابر سولفات باشد، چنین مشکلی پیش نمی‌آید. البته آیین‌نامه‌ها استفاده از کلسیم کلرید را در زمانی که از سیمان‌های ضد سولفاتی استفاده شده را توصیه نمی‌کنند.
تاثیر اسیدها و مواد قلیایی در آب بر روی ویژگی‌های بتن
آبی که حاوی پساب صنعتی باشد، برای استفاده در مخلوط بتن مناسب نیست. پساب صنعتی حاوی اسیدها و مواد قلیایی مضر است که بسته به کارخانه، نوعش می‌تواند متفاوت باشد. گفته می‌شود که آب مورد استفاده در بتن، نباید pH کمتر از 6 داشته باشد. با این حال استفاده از عدد pH، روش دقیقی برای کنترل کیفیت آب از نظر اسیدی نیست.
تاثیر جلبک‌های موجود در آب بر روی ویژگی‌های بتن
ممکن است داخل آب مورد استفاده یا سنگدانه‌های مورد استفاده در بتن جلبک وجود داشته باشد. این جلبک‌ها باسیمان ترکیب می‌شوند و باعث کاهش چسبندگی بین چسب سیمان و سنگدانه‌ها می شوند.
همچنین ورود جلبک به مخلوط بتن، باعث افزایش قابل توجه هوای داخل آن می‌شود که نهایتاً موجب کاهش مقاومت بتن می‌گردد.
تاثیر قند بر روی ویژگی‌های بتن
اگر قند موجود در آب، کمتر از 0٫5 درصد وزن کل آب باشد، هیچ گونه تاثیر منفی‌ای بر روی سازه‌ی بتنی ندارد. مقدار قند اگر بیشتر شود، باعث ایجاد تاخیر در گیرش بتن و کسب مقاومت اولیه‌ی آن می‌شود. اما مشاهده شده که در روز بیست و هشتم، مقاومت بتن افزایش پیدا می‌کند.
تاثیر آلودگی نفتی بر ویژگی‌های بتن
وجود نفت در آب، معمولاً باعث هیچ گونه تغییری در ویژگی‌های مختلف بتن نمی‌شود. با این حال گفته می‌شود اگر میزان نفت موجود، در حدود 2 درصد وزن کل آب باشد، مقاومت بتن افزایش پیدا می‌کند؛ اگر مقدار از 8 درصد تجاوز کند، اثر سو خواهد داشت.
وجود ناخالصی در آب مخلوط بتن باعث تغییراتی در ویژگی‌های سازه‌ای بتن نظیر مقاومت و دوام می‌شود. به طور کلی، تاثیر ناخالصی‌ها بر روی ویژگی‌های بتن را می‌توان به دو صورت بررسی کرد. نخست: تغییرات زمان گیرش سیمان پرتلند در زمان استفاده از آب حاوی ناخالصی و آب مقطر. دوم: تغییرات مقاومت بتن در زمان استفاده از آب حاوی ناخالصی و آب مقطر.
تاثیر ناخالصی‌های آب بر روی مقاومت و دوام بتن
آزمایش‌های مختلف نشان داده که استفاده از آب‌هایی که حاوی انواع مختلف نمک‌ها به صورت محلول هستند، باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می‌شود. نرخ کاهش مقاومت بتن بر اثر وجود نمک محلول در آب، بین 10 تا 30 درصد می‌باشد. این کاهش مقاومت، در مقایسه با بتنی که در آن از آب مقطر استفاده شده، محاسبه شده است.
میزان بالای کلرید در آب باعث فرسایش سطوح بتن می‌شود و شانس خوردگی فولاد تقویت شده که در بتن قرار دارد را افزایش می‌دهد. این مشکل در مناطق استوایی بسیار شایع است. در جدول زیر، میزان تاثیر مواد مختلف بر رویمقاومت فشاری بتن آمده است :
درصد نمک در آب
درصد کاهش مقاومت فشاری
نیم درصد SO4
4
یک درصد SO4
10
5 درصد NaCl
30
1 درصد CO2
20
تاثیر ذرات معلق در آب بر روی ویژگی‌های آب
اگر آب استفاده شده در مخلوط بتن، حاوی ذرات معلق کم تر از 0٫02 درصد وزن کل آب باشد، بر روی ویژگی‌های بتنتاثیر گذار نخواهد بود. میزان زیاد درات معلق بر روی مقاومت فشاری بتن تاثیری نخواهد داشت، اما بر روی دیگر ویژگی‌های بتن اثرگذار است. به طور مثال، آب حاوی ذرات معلق بیش از حد مجاز، دوام بتن را کاهش می‌دهد. توصیه‌ی تمامی آیین‌نامه‌ها و استانداردهای بین‌المللی این است که از آب‌های گل‌آلود در مخلوط بتن استفاده نشود.
تاثیر نمک‌های معدنی غیر متفرقه در آب بر ویژگی‌های بتن
وجود نمک در آب بتن، تاثیر منفی در ویژگی‌های آن دارد. نمک‌های عناصرِ منگنز، قلع، سرب، مس و روی اگر چه به صورت گسترده در آب وجود ندارند، اما بعضاً دیده شده و اثراتی بر روی ویژگی‌های بتن دارند.
مثلا وجود کلرید روی در آب باعث تاخیر در کسب مقاومت بتن می‌شود. این تاخیر با مقایسه و آزمایش بتن در روز دوم یا سوم عمل‌آوری به دست آمده است. نیترات سرب دیگر نمکی است که اثر مخرب بر روی بتن می‌گذارد. دیگر نمک‌ها مانند سدیم فسفات، سدیم آرسنات، سدیم یدات و سدیم برات باعث کاهش مقاومت اولیه‌ی بتن می‌شوند. سدیم و پتاسیم کربنات باعث افزایش سرعت گیرش در بتن‌ریزی‌های بزرگ می‌شود. که این موضوع نهایتاً باعث کاهش مقاومت نهایی بتن می‌شود.
وجود کلسیم کلرید سرعت گیرش و سخت شدن بتن را افزایش می‌دهد. اما از طرف دیگر وزن کلسیم کلرید موجود، نباید از 1٫5 درصدِ وزن کل سیما بیشتر شود.
تاثیر نمک‌های آب دریا بر روی ویژگی‌های بتن
3٫5 درصد از آب دریا، نمکِ محلول است. ترکیب شیمیایی آب دریا در تمامی دنیا یکسان است. بیشتر نمک موجود در آب، سدیم کلراید یا همان نمک خوراکی است؛ هر چند مقداری پتاسیم کلرید و منیزیم سولفات نیز یافت می‌شود.
در محاسبه ترکیب شیمیایی آب و مقدار یون موجود در آن، از کل میزان یون موجود، 51٫3 درصد کلرید، 3٫6 درصد منیزیم، 7٫2 درصد سولفات، 28٫5 درصد سدیم، 1٫ درصد کلسیم و 1 درصد پتاسیم می‌باشد. مجموع میزان نمک‌ها ممکن است متفاوت باشد.
کلینیک بتن ایران :: مقالات علمی بتن
کارایی و مقاومت بتن با هم رابطه ای عکس دارند. به این معنا که با افزایش کارایی بتن...
تمامی مراحل و مواد مورد استفاده در ساخت بتنبر میزان کارایی آن تاثیر دارند. کارایی بتن به معنای میزان سهولت در مخلوط کردن، انتقال و بتن ریزی در محل پروژه می‌باشد. کار با یک بتن با کارایی بالا بسیار راحت تر و بهتر است چرا که به راحتی می‌تواند جا به جایش کرد و بتن ریزی نیز به آسانی انجام می‌شود.
کارایی و مقاومت بتن با هم رابطه‌ای عکس دارند. به این معنا که با افزایش کارایی بتن، مقاومت بتن کاهش می‌یابد که موجب کاهش دوام و عمر بتن نیز می‌شود.
عوامل اصلی تاثیرگذار بر روی کارایی بتن :
مقدار سیمان بتن
مقدار آب بتن
نسبت‌های مواد مختلف در مخلوط بتن
اندازه‌ی سنگدانه‌ها
شکل سنگدانه‌ها
مرغوبیت سنگدانه‌ها
ویژگی‌های سطوح سنگدانه‌ها
افزودنی‌های مورد استفاده در بتن
استفاده از مواد جایگزین سیمان در بتن
سیمان، سنگدانه و آب مواد اصلی مورد استفاده برای ساخت بتن هستند. در بتن از افزودنی‌های مختلفی برای تغییر ویژگی‌های مختلف آن استفاده می‌شود. ویژگی‌های این مواد و میزان استفاده از آن‌ها بر کارایی بتن تاثیر می‌گذارد. در ادامه عوامل عمومی تاثیرگذار بر کارایی بتن را بررسی می‌کنیم:
مقدار سیمان بتن:
مقدار سیمان مورد استفاده در بتن تاثیر بسیار بالایی در کارایی آن دارد. هر چه مقدار سیمان بیشتر باشد، معنی آن این است که چسب بیشتری برای پوشش دادن سطح سنگدانه‌ها و پر کردن تخلخل‌ها موجود است. این موضوع باعث کاهش اصطکاک بین سنگدانه‌ها شده و جاری شدن بتن در هنگام مخلوط کردن، انتقال و بتن‌ریزی تسهیل می‌گردد. همچنین برای یک بتن با نسبت آب به سیمان ثابت، افزایش میزان سیمان به معنی افزایش میزان آب مورد استفاده نیز هست که در نهایت کارایی بتن را افزایش می‌دهد..
نوع سیمان:
نوع و مشخصات سیمان بر میزان کارایی بتن تاثیرگذار خواهد بود. افزایش عیار سیمان باعث می‌شود تا بتن به آب بیشتری برای رسیدن به کارایی مورد نظر پیدا کند. در حالی که سیمان با عیار کمتر، به آب کمتری برای رسیدن به همان میزان کارایی نیاز دارد.
نسبت آب به سیمان یا مقدار آب بتن:
یکی دیگر از عوامل بسیار مهم و تاثیرگذار در کارایی بتن، میزان آب مورد استفاده در آن می‌باشد. عموما نسبت آب بهسیمان بین 0٫45 تا 0٫6 تقریباً برای تمامی انواع مخلوط‌ها، کارایی خوبی را ارائه خواهد کرد. هر چه نسبت آب به سیمانبیشتر باشد، میزان آب مورد استفاده نسبت به مقدار سیمان بیشتر خواهد بود و در نتیجه کارایی بتن افزایش خواهد داشت.
اندازه سنگدانه‌ها:
میزان سطح خارجی سنگدانه‌ها به اندازه‌ی آن‌ها بستگی دارد. هر چه سنگدانه‌ها بزرگتر باشند، سطح خارجی آن‌ها کمتر خواهد بود. هر چه سطح خارجی سنگدانه‌ها بیشتر باشد، برای پوشش دادن سطوح به سیمان بیشتری احتیاج است. این موضوع باعث کاهش نسبت آب به سیمان و کاهش کارایی می‌شود.
در بتن معمولاً از افزودنی‌های مختلفی برای افزایش و یا کاهش ویژگی‌های مختلف آن استفاده می‌شود. چندین افزودنیمختلف نیز برای بهبود وضعیت کارایی بتن وجود دارد که روان کننده و فوق روان کننده نام دارند. این افزودنی‌ها قادر هستند تا کارایی بتن‌هایی با نسبت آب به سیمان بسیار پایین را نیز افزایش دهند. از افزودنی‌های هوازا نیز برای افزایش کارایی در بتن استفاده می‌شود. این افزودنی با ایجاد حباب‌های هوا در بتن، اصطکاک بین سنگدانه‌ها را کاهش می‌دهد و در نتیجه کارایی افزایش می‌یابد.
از پودر آلومینیوم و دیگر مواد حجم دهنده به مقدار بسیار کمی در بتن یا دوغاب استفاده می‌شود تا حجم آن پیش از سخت شدن کمی افزایش پیدا کند. از این مواد در شرایطی استفاده می‌شود که بخواهیم فضاهای خاصی را با بتن یادوغاب پوشش دهیم. تاثیر این نوع مواد و میزان افزایش حجم به عوامل مختلفی همچون میزان افزودنی مورد استفاده، مقدار مواد قلیایی در سیمان و چندین متغیر دیگر بستگی دارد. زمانی که میزان افزایش حجم برای ما مهم و حیاتی باشد، بایستی ابتدا با کنترل دقیق مواد مخلوطی و دما، بر روی بتن آزمایش انجام دهیم تا بتوانیم میزان افزایش حجم را پیش بینی کنیم. افزودنی‌های حجم دهنده‌ی بتن باعث کاهش جمع شدگی توسط خشک شدن یا کربنتاسیون بعد از گیرش نمی‌شود.
افزودنی‌های کاهنده‌ی هوا
با اضافه کردن افزودنی‌های کاهنده‌ی هوا به بتن، میزان هوا و حباب‌های موجود در بتن کاهش می‌یابد. از این مواد زمانی استفاده می‌شود که نتوانیم با تغییرات در مواد مورد استفاده در مخلوط و دیگر مواد و افزودنی‌های مورد استفاده، میزان هوازایی بتن را کنترل نماییم. استفاده از این نوع افزودنی‌ها بسیار کمیاب است؛ بنا بر این داده‌های زیادی از آن در دست نیست. به همین دلیل ضروری است که پیش از استفاده در هر پروژه‌ای مورد آزمایش قرار گیرند.
افزودنی‌های ضد جرم و ضد حشره
رشد باکتری و قارچ‌ها در بتنهای سخت شده، خصوصاً در مناطق مرطوب، از مشکلات معمول است. از این نوع افزودنیبرای مبارزه، کنترل و از بین بردن رشد باکتری‌ها، قارچ‌ها، حشرات و غیره در بتن استفاده می‌شود. موثرترین مواد در راه نیل به این هدف، فنول‌ها، امولوسیون‌های دیلدرین و ترکیبات مس می‌باشد. اثر این نوع مواد معمولاً موقتی است و اگر در حجم زیادی از آن‌ها استفاده شود، می‌تواند باعث کاهش مقاومت فشاری بتن گردد.
افزودنی‌های ضد فرسایش بتن به وسیله آب
این نوع افزودنی‌ها که با نام افزودنی‌های ضد شست‌وشو نیز شناخته می‌شوند، در بتن‌هایی که در مسیر مستقیم جریان آب قرار دارند یا به هر نحوی تحت تاثیر مستقیم آب هستند، استفاده می‌شود تا میزان آسیب دیدگی در آن‌ها به وسیله‌ی آب، به حداقل برسد. این مواد این امکان را به ما می‌دهند که بدون استفاده از لوله‌های ترمیمی، بتوانیم ازبتن در زیر آب نیز استفاده کنیم. این مواد ویسکوزیته‌ی آب در مخلوط بتن را افزایش داده و باعث افزایش خاصیت تیکسوتروپی و همچنین افزایش مقاومت بتن در برابر آب انداختگی می‌شود. این مواد معمولاً حاوی محلول‌های سلولزی پلیمرهای اتر یا اکرلیک در آب است.
مشکلات ناسازگاری افزودنی‌های بتن با هم
بتن تازه می‌تواند با مشکلات متعددی روبه‌رو شود که ناسازگاری مواد افزودنی یکی از آن‌هاست. واکنش‌هایی که بین برخی از افزودنی‌ها رخ می‌دهد باعث کاهش اسلامپ، کاهش حباب‌زایی، تسریع گیرش و مشکلات دیگر در بتن تازهمی‌گردد. هر چند مشکلات در واقع در حالت تازه و پلاستیک، بتن را تحت تاثیر قرار می‌دهد؛ اما مطالعات نشان داده که در طولانی‌مدت هم باعث ایجاد کاستی‌هایی در بتن می‌شود.
بهترین راه مقابله با این نوع مشکل، آزمایش و تجربه‌گرایی است. بتن و مواد مورد استفاده باید پیش از بتن‌ریزیاصلی، در شرایط محیطی مشابه مورد آزمایش قرار گیرند و نتایج ثبت شوند. در صورت وجود مشکل، ماده‌ای که مشکل را ایجاد کرده بایستی پیدا شود و به جای آن یا مواد دیگری که با آن‌ها سازگاری ندارد، از مواد جایگزین استفاده شود.
شرکت فنی مهندسی کلینیک بتن ایران، با سال‌ها تجربه در زمینه‌ی افزودنی‌های بتن، بهترین مواد و خدمات را در این زمینه به مشتریان ارائه می‌کند.
از این افزودنی‌ها برای بهبود کارایی پمپاژ بتن استفاده می‌شود. این افزودنی‌ها توانایی تبدیل بتنهای غیر قابل پمپاژ را به بتنهای قابل پمپاژ ندارند؛ بلکه بتنهای با قابلیت پمپاژ کم را به بتنهای با قابلیت پمپاژ زیاد تبدیل می‌کنند.افزودنی‌های تسهیل‌کننده‌ی پمپاژ با افزایش ویسکوزیته یا چسبندگی بتن، از دست دادن آب توسط چسب سیمانی را تحت فشار پمپاژ به حداقل می‌رساند.
برخی از افزودنی‌های تسهیل‌کننده‌ی پمپاژ ممکن است نیاز به آب را افزایش دهند، باعث کاهش مقاومت بتن، افزایشهوازایی یا تاخیر در گیرش بتن بشوند. این اثرات جانبی می‌تواند با کنترل میزان مواد مصرفی یا استفاده از دیگرافزودنی‌ها برطرف شود. شایان ذکر است که برخی از مواد هوازا و کاهنده‌ی آب نیز باعث افزایش قابلیت پمپاژ بتنمی‌شوند.
افزودنی‌های پیوند دهنده (چسباننده)
افزودنی‌های پیوند دهنده معملاً شامل امولوسیون‌های مواد ارگانیک مانند لاستیک، پلی‌ونیل، کلراید، پلی‌ونیل استات و دیگر پلیمرهای موجود می‌باشد. از این افزودنی‌ها برای ایجاد پیوند محکم و چسباندن بتن جدید به بتن قدیمی استفاده می‌شود. این مواد بایستی به سیمان مورد استفاده در مخلوط بتن اضافه شود؛ چرا که سیمان چسب بتن را ایجاد می‌کند. همچنین استفاده از این مواد باعث افزایش مقاومت خمشی و مقاومت در برابر حملات یون‌های کلریدی نیز می‌شود. مقدار مورد استفاده از این نوع افزودنی‌ها عموماً بین 5 تا 20 درصد وزن کل سیمان مورد استفاده در بتنمی‌باشد؛ بنا بر نیازهای پروژه، دیگر مواد مورد استفاده و شرایط محیطی، این مقدار تغییر می‌کند. برخی از مواد پیوند دهنده یا چسباننده ممکن است باعث هوازایی در بتن نیز بشوند. انواع ضد انجمادی نیز از این نوع مواد وجود دارد که بیشتر از آن‌ها در محیط‌های خارجی و محیط‌های دارای رطوبت بالا استفاده می‌شود.
نتیجه‌ی نهایی استفاده از افزودنی‌های چسباننده، به سطح بتنی که می‌خواهیم در آن چسبندگی و پیوند ایجاد کنیم نیز بستگی دارد. این سطح بایستی خشک، تمیز، سالم، بدون گرد و غبار، رنگ و روغن باشد و نیز دارای دمای مناسبی باشد.
افزودنی‌های چسباننده یا پیوند دهنده در بتن را نبایستی با دیگر مواد چسباننده در بتن اشتباه گرفت. مواد چسباننده را به سطح بتن قدیمی می‌زنند تا دو بتن به خوبی با هم پیوند بخورند و بچسبند. از افزودنی‌های چسبانندهدر مخلوط بتن جدید استفاده می‌شود تا دو ماده به هم بچسبند. از مواد چسباننده در ترمیم بتن استفاده‌های فراوانی می‌شود. در این نوع مواد، دوغاب سیمان پرتلند، مواد پلیمری و چسب‌های رزین موجود است.
افزودنی‌های تزریقی یا تزریق شونده
از دوغاب یا افزودنی‌های تزریقی یا تزریق شونده برای مقاصد مختلفی استفاده می‌شود: تثبیت سازه‌ها، پر کردن ترک‌ها و مفاصل در بتن و پر کردن فضاهای خالی که توسط سنگدانه‌ها در بتن ایجاد می‌شود. دوغاب در واقع مخلوط سیمان پرتلند، آب و سنگدانه است و تفاوت آن با بتن این است که نسبت آب به سیمان آن بسیار بالاست. برای تغییر مشخصات و ویژگی‌های دوغاب از دیگر افزودنی‌های موجود نظیر انواع مختلف افزودنی‌های هوازا، افزودنی‌های تندگیر کننده، افزودنی‌های کندگیر کننده و افزودنی‌های مهارکننده‌ی جمع شدگی استفاده می‌شود.
کلینیک بتن ایران، با سال‌ها تجربه در زمینه‌ی افزودنی‌های بتن، بهترین مواد و خدمات را در این زمینه به مشتریان ارائه می‌کند.