افزودنی های ضد آب کردن بتن

1489
1400/12/27

افزودنی های ضد آب کردن بتن

افزودنی های ضد آب مواد متخلخلی هستند که توانایی جذب آب و آلاینده های موجود در آب را دارند. ترکیبات آبگریز و مسدود کننده منافذ با محصولات فرآیند هیدراتاسیون سیمان واکنش داده و ماده آبگریز تولید می کنند که در برابر آب خارجی مقاومت می کند و باعث کاهش جذب در بتن می شود. افزودنی های ضد آب از سازه ها در برابر تخریب محافظت می کنند. آنها دوام را افزایش می دهند و هزینه های نگهداری را کاهش می دهند. انواع مختلفی از افزودنی ها برای قسمت های مختلف سازه یعنی سقف، زیرزمین یا دیوارها و همچنین برای مکان ها، شرایط اقلیمی و هدف سازه استفاده می شود. افزودنی های ضد آب طیف وسیعی از کاربردها در ساخت و ساز و توسعه زیرساخت ها دارند.

افزودنی ضد آب برای بتن چیست؟

افزودنی عایق رطوبتی نوعی افزودنی است که از عبور آب از بتن سخت شده تحت فشار سر جلوگیری می کند. همچنین به عنوان افزودنی مقاوم در برابر آب یا افزودنی کاهش دهنده نفوذپذیری یا افزودنی ضد رطوبت نامیده می شود.

نیاز به افزودنی ضد آب برای بتن

آب یک بخش حیاتی در ساخت بتن از اختلاط بتن تا عمل آوری بتن است. اما هنگامی که بتن مقاومت مورد نیاز خود را به دست آورد، پس از آن هرگونه رطوبت یا نفوذ آب در بتن می تواند باعث آسیب به بتن شود. آسیب می تواند به دلیل خوردگی آرماتور یا در اثر ذوب یخ زده باشد. هنگامی که کار بتن به پایان رسید و عمل آوری کامل شد، محتوای آب تبخیر شده و فضای خالی در داخل بتن ایجاد می شود. بنابراین برای ساخت بتن بادوام خوب، نسبت آب به سیمان کم توصیه می شود تا تخلخل بتن کاهش یابد. اما همچنین، حتی با استفاده از حداقل نسبت آب به سیمان، یک بتن را نمی توان کاملاً ضد آب کرد. بتن ماده ای متخلخل است و آب به دلیل اعمال مویرگی می تواند از طریق منافذ و ریز ترک های بتن نفوذ کند. بنابراین نیاز به یک ماده افزودنی وجود دارد که بتواند تخلخل بتن را کنترل کند.

توابع افزودنی های ضد آب

مواد افزودنی کاهنده نفوذپذیری بتن یا افزودنی های ضد آب به روش های زیر عمل می کنند:

- باعث کاهش اندازه منافذ مویرگی، تعداد و تداوم آنها در داخل سازه بتنی می شود.
- منافذ مویرگی بتن را مسدود می کند یا ممکن است منافذ مویرگی را با مواد آبگریز بپوشاند. این امر به دلیل جذب مویرگی مانع از جذب آب در منافذ می شود. (جذب مویرگی عبارت است از عبور آب از منافذ بتن به دلیل وجود سر هیدرولیک خارجی)

- این افزودنی های مقاوم در برابر آب نمی توانند به طور قابل توجهی از حرکت آب از طریق ترک های بتن یا از طریق بتن ضعیف فشرده جلوگیری کنند که شایع ترین دلایل نشت آب در بتن هستند.

امروزه محصولات زیادی در بازار وجود دارد که برای محافظت از سازه بتنی در برابر آسیب ناشی از نفوذ آب در دسترس هستند. به عنوان مثال، پوشش ها، درزگیرها، واتراستاپ و غیره برای جلوگیری از نفوذ آب استفاده می شود. اما همه اینها به پول و زمان زیادی نیاز دارد. این فرآیند را می توان با استفاده از مواد افزودنی مقاوم در برابر آب که با ضدآب ساختن بتن از نفوذ آب از طریق بتن جلوگیری می کند، ساده کرد. کمیته 212 مؤسسه بتن آمریکا (ACI) راهنمایی در مورد استفاده از این افزودنی را در ACI 212.3 Rev10 خود با عنوان "گزارش در مورد افزودنی های شیمیایی برای بتن" ارائه می دهد. جزئیات در مورد مواد افزودنی کاهنده نفوذپذیری در فصل - 15 گزارش پوشش داده شده است.

مواد مورد نیاز برای تهیه مواد افزودنی ضد آب

ACI 212.3 Rev.10 در گزارش خود بیان می کند که انواع زیر از مواد برای استفاده در افزودنی های ضد آب استفاده می شود:

مواد شیمیایی آبگریز یا آب گریز مانند روغن ها، فرآورده های نفتی که می توانند با تشکیل لایه ای در امتداد منافذ بتن، ورود آب به منافذ را مسدود کنند. این مواد منافذ را پر نمی کنند.
ذرات جامد ریز تقسیم شده (پودر) پرکننده های بی اثر و فعال شیمیایی به عنوان متراکم کننده عمل کرده و حرکت آب را از طریق منافذ محدود می کنند.
مواد کریستالی با طبیعت آبدوست که چگالی هیدرات سیلیکات کلسیم را افزایش می دهد و / یا رسوبات مسدود کننده منافذ را برای مقاومت در برابر نفوذ آب ایجاد می کند.

این گزارش استفاده از مواد را فقط به موارد ذکر شده در بالا محدود نمی کند. هر ماده ای را می توان به عنوان افزودنی مقاوم در برابر آب استفاده کرد که می تواند نفوذ آب را مسدود کند. این مواد را می توان به صورت تکی یا ترکیبی از دو یا چند مورد استفاده کرد. بازار جهانی مواد افزودنی ضد آب به دلیل رشد قوی در صنعت ساختمان و ساخت و ساز و ظهور کشورهای در حال توسعه به سرعت در حال رشد است.

بخش های کلیدی بازار مواد افزودنی ضد آب عبارتند از:

ژل میکروسیلیس، مسدود کننده منافذ پوشش واترپروف دو جزئی ،نفوذگر و کریستال شونده و موارد دیگر:

سیستم های عایق رطوبتی کریستالی عمدتاً برای ضد آب و بازسازی مخازن آب نشتی، دیوارهای حائل و استخرهای شنا استفاده می شوند.
سیستم ضد آب مسدود کننده منافذ پوشش واترپروف دو جزئی برای تعمیر و ضد آب سقف ها و سایر نماهای خارجی استفاده می شود.

بر اساس برنامه های کاربردی، بازار افزودنی های ضد آب را می توان به صورت زیر تقسیم کرد. آببندی استخر ، آببندی صنایع تصفیه خانه ها و مخازن آبی بتنی ، ساختمان و ساخت و ساز، زیرساخت های عمومی و کاربردهای فضای تجاری. با توجه به نگرانی روزافزون در مورد کیفیت سازه های مدنی و سایر مزایای حاصل از استحکام بیشتر سازه بتنی با استفاده از موادی مانند افزودنی عایق، انتظار می رود این بازار به سرعت رشد کند.

آسیا و اروپا به دلیل تقاضای زیاد کشورهای نوظهور در سال 2014 و به دنبال آن خاورمیانه و آفریقا، بازار منطقه ای پیشرو برای مواد افزودنی ضد آب بتن بود. انتظار می رود ایران به دلیل حجم قابل توجه ساخت و ساز در این منطقه به رشد سریع خود ادامه دهد.

مقدار مصرف مواد افزودنی ضد آب برای بتن:

دوز این مواد افزودنی بسته به نوع افزودنی و سطح عملکرد مورد نیاز متفاوت است. معمولاً 2% از مواد افزودنی نوع آبگریز استفاده می شود و ممکن است 5% یا بیشتر برای انواع مسدود کننده منافذ باشد. این درصد بر اساس وزن یا حجم بتن و نه بر اساس سیمان محاسبه می شود.

مکانیسم مواد افزودنی مقاوم در برابر آب:

مکانیسم مواد افزودنی مقاوم در برابر آب، کاهش تخلخل بتن است. برای کاهش تخلخل بتن باید میزان آب یا نسبت آب سیمان را کاهش داد. اگر نسبت آب سیمان به زیر 0.45 کاهش یابد، تخلخل بتن به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اگر نسبت آب به سیمان را بیشتر کاهش دهیم، کارایی بتن کاهش می یابد. با استفاده از مواد افزودنی کاهنده آب که می تواند کارایی کافی بتن را برای تراکم کامل و کاهش ترک خوردگی ناشی از انقباض تضمین کند، می توان از این امر جلوگیری کرد. اگر امکان کاهش نسبت سیمان آب وجود نداشته باشد، مکانیسم دیگری وجود دارد که در آن از مواد افزودنی مسدود کننده منافذ استفاده می شود. اندازه آنها تقریباً 0.1 میکرون است و امولسیون های پلیمری ریز واکنش دهنده یا غیر واکنشی یا نامحلول هستند.

در طی فرآیند هیدراتاسیون، آنها می توانند در منافذ بتن نشسته و آنها را مسدود کنند که به بتن کمک می کند تا از جذب بیشتر آب جلوگیری کند. مواد افزودنی آبگریز با بتن محلول هستند اما در بتن تازه با کلسیم واکنش داده و لایه ای را تشکیل می دهند که توسط سطوح مویرگ ها جذب می شود. این لایه پس از فرآیند هیدراتاسیون از نفوذ آب به داخل منافذ جلوگیری می کند. اما مقاومت افزودنی آبگریز محدود است و بستگی به سر هیدرولیک، کیفیت بتن و کارایی افزودنی دارد.