مکانیزم افزودنی‌های بتن برای استحکام سازه

شاید برای شما این سوال پیش آمده باشد که چگونه در قدیم، با کمبود امکانات و زمانی که علم به اندازه کافی پیشرفت نکرده باشد، بدون مواد شیمیایی ساخته شده در کارخانه ها، چقدر باورنکردنی است که این کارهای بی نظیر بدون مواد افزودنی بتن انجام نمی شود!
قبل از بحث در مورد افزودنی های بتن، جالب است بدانید که 12 میلیون سال قبل از میلاد، اولین بتن ها با مخلوط کردن سنگ آهک و مایع در سنگ های کناری دیواره های مناطق نفت خیز تشکیل شده اند. در مرحله بعدی، مسئله اصلی افزایش دوام این بتن بود. بتن تحت تأثیر عوامل زیادی قرار گرفته است. از جمله جمع شدن ذرات، نسبت معکوس مصرف آب با مقاومت بتن، سخت شدن و ترک خوردگی زودهنگام و مقاومت ناکافی و …

مواد افزودنی موادی بودند که به طور سنتی برای از بین بردن این موانع به مصالح ساختمانی اضافه می شدند. مواد افزودنی طبیعی مانند چربی حیوانات، خون، تخم مرغ، خمیر برنج، خاکستر حمام، پشم حیوانات و غیره تا به امروز، مواد افزودنی شیمیایی و مواد افزودنی بتن ظاهر شده اند.

امروزه یکی از این افزودنی های بتن که برای کاهش میزان آب و جلوگیری از تجمع استفاده می شود، افزودنی هایی هستند که آب موجود در بتن را کاهش می دهند:

مواد افزودنی شیمیایی که آب را کاهش می دهند در واقع به عنوان یک گروه شیمیایی به نام پخش کننده عمل می کنند که از لخته شدن ذرات سیمان جلوگیری می کنند.

همچنین بخوانید:

بررسی انواع مواد افزودنی بتن و کاربرد آنها

در ادامه، پارسمان شیمی (تولید کننده مواد افزودنی بتن) ترکیب شیمیایی مواد افزودنی کاهنده آب را توصیف می کند، که بحث در مورد افزودنیهای بتن را کمی علمی می کند.

ساختار و مکانیسم مواد افزودنی کاهنده آب به عنوان مواد افزودنی به بتن:

پراکنده سازها اساساً موادی با سطح فعال بوده و شامل مولکول‌های ارگانیک با شاخه‌های اصلی بلند هستند که دارای یک گروه آب دوست قطبی (مانند –COO-، –SO۳-، –NH۴-) بوده و به وسیله گروه‌های قطبی (–OH) به شاخه‌های ارگانیک آب‌گریز غیر قطبی متصل هستند.

ساختار مولکول پراکنده ساز در افزودنی بتن

در مخلوط بتن، گروه های قطبی روی سطوح دانه های سیمان جذب شده و پایان آبگریز ذرات گذاشته می شود. سر آب دوست پلیمر باعث کاهش کشش سطحی آب می شود و پلیمر جاذب با دافش الکترواستاتیک ذرات سیمان را از بین می برد.

جذب ماده افزودنی بتن، پتانسیل zeta (اختلاف پتانسیل بین ذرات سیمان و سطح لغزش در سیستم) را افزایش می دهد و در نهایت منجر به بار منفی ذرات سیمان می شود. با افزایش واکنش آب به سیمان، بار الکترواستاتیک کاهش یافته و مرطوب شدن ماده آبی آغاز می شود.

روان کننده های فوق بر پایه لیگنوسولفونات (نرمال و تصفیه شده)، ملامین فرمالدئید سولفونات نفتالین فرمالدئید سولفونات، که نوعی افزودنی بتن است، عمدتا بر اساس مکانیسم کاهش پتانسیل زتا و در نتیجه دافعه الکترواستاتیک است.

همچنین بخوانید:

  • وال پست و جزئیات نحوه اجرای آن چیست؟

با این حال، پلیمرهای دارای زنجیره های اصلی و جزئی (ستون فقرات و پیوند زنجیره ای) مانند پلی کربوکسیلات ها، استرهای اکریلیک و غیره به دلیل مانع فضایی عمدتا منجر به پراکندگی ذرات سیمان می شوند.

مهار فضایی مکانیزم موثرتری نسبت به دافعه الکترواستاتیک است. در این پدیده، زنجیره های جانبی بزرگ در واقع منجر به جدا شدن مولکول ها می شوند. شکل زیر مکانیسم حرکت مکانی در مخلوط بتن را نشان می دهد.

مکانیزم ممانعت فضایی بین ذرات سیمان

همچنین بخوانید:

دافعه الکترواستاتیک مخلوط بتن به ترکیب فاز محلول و میزان جذب فوق روان کننده بستگی دارد. در حقیقت، جذب بیشتر مواد افزودنی بتن باعث دافعه بهتر می شود. پارامترهای موثر بر دافعه فضایی مخلوط بتن، طول زنجیره اصلی و طول و تعداد زنجیرهای جانبی است.

برای حفظ لغزش بیشتر در مواد افزودنی پلی کربوکسیلات، این پلیمرها باید دارای زنجیره اصلی کوتاهتر و زنجیر جانبی بلندتر با تعداد بیشتری باشند. این نوع مخلوط های بتنی به دلیل مکانیسم دفع فضایی که ایجاد می کنند، از مواد افزودنی بر پایه سولفونات موثرتر هستند و معمولاً با مصرف آب کمتر به سیمان مشکلات کمتری اتفاق می افتد.

سایر مکانیسم های افزودنی به بتن که منجر به پراکندگی ذرات سیمان می شود و در نتیجه جریان مخلوط بتن را افزایش می دهد، به دلیل وزن مولکولی کم پلیمرهای اضافه شده به بتن و قرار گرفتن بین آنها، کشش سطحی آب مخلوط را کاهش می دهد و باعث ایجاد خواص روانکاری می شود. 

منبع وب سایت اخبار ساختمانی

دریافت مشاوره رایگان
Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on whatsapp
Share on telegram
Share on pinterest
Share on email
Share on print

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقالات اخیر

اخبار جدید

پربازدید ترین ها

Call Now Button