افزودنی‌ ضد آب بتن

1964
1403/07/29

افزودنی‌ ضد آب کردن بتن

افزودنی‌های ضد آب مواد متخلخلی هستند که توانایی جذب آب و آلاینده‌های موجود در آب را دارند. ترکیبات آبگریز و مسدود کننده منافذ با محصولات فرآیند هیدراتاسیون سیمان واکنش داده و ماده آبگریز تولید می‌کنند که در برابر آب خارجی مقاومت می‌کند و باعث کاهش جذب در بتن می‌شود. افزودنی‌های ضد آب از سازه‌ها در برابر تخریب محافظت می‌کنند. آنها دوام را افزایش می‌دهند و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهند. انواع مختلفی از افزودنی برای قسمت‌های مختلف سازه یعنی سقف، زیرزمین یا دیوارها و همچنین برای مکان‌ها، شرایط اقلیمی و هدف سازه استفاده می‌شود. افزودنی‌های ضد آب طیف وسیعی از کاربرد‌ها در ساخت و ساز و توسعه زیرساخت‌ها 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 می‌کند. همچنین به عنوان افزودنی مقاوم در برابر آب یا افزودنی کاهش دهنده نفوذپذیری یا افزودنی ضد رطوبت نامیده می‌شود.

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 می‌تواند باعث آسیب به بتن شود. آسیب می‌تواند 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 می‌شود. بنابراین برای ساخت بتن بادوام خوب، نسبت آب به سیمان کم توصیه می‌شود 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 ماده‌ای متخلخل است و آب به دلیل اعمال مویرگی می‌تواند از طریق منافذ و ریز ترک‌های بتن نفوذ کند. بنابراین نیاز به یک ماده افزودنی وجود دارد که بتواند تخلخل بتن را کنترل کند.

توابع افزودنی‌های ضد آب

مواد افزودنی کاهنده نفوذپذیری بتن یا افزودنی‌های ضد آب به روش‌های زیر عمل می‌کنند:

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

- این افزودنی‌های مقاوم در برابر آب نمی‌توانند به طور قابل توجهی از حرکت آب از طریق ترک‌های 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، پوشش‌ها، درزگیرها، واتراستاپ و غیره برای جلوگیری از نفوذ آب استفاده می‌شود. اما همه اینها به پول و زمان زیادی نیاز دارد. این فرآیند را می‌توان با استفاده از مواد افزودنی مقاوم در برابر آب که با ضدآب ساختن بتن از نفوذ آب از طریق بتن جلوگیری می‌کند، 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 افزودنی‌های شیمیایی برای بتن" ارائه می‌دهد. 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 می‌کند که انواع زیر از مواد برای استفاده در افزودنی‌های ضد آب استفاده می‌شود:

مواد شیمیایی آبگریز یا آب گریز مانند روغن ها، فرآورده‌های نفتی که می‌توانند با تشکیل لایه‌ای در امتداد منافذ بتن، ورود آب به منافذ را مسدود کنند. این مواد منافذ را پر نمی‌کنند.
ذرات جامد ریز تقسیم شده (پودر) پرکننده‌های بی اثر و فعال شیمیایی به عنوان متراکم کننده عمل کرده و حرکت آب را از طریق منافذ محدود می‌کنند.
مواد کریستالی با طبیعت آبدوست که چگالی هیدرات سیلیکات کلسیم را افزایش می‌دهد و یا رسوبات مسدود کننده منافذ را برای مقاومت در برابر نفوذ آب ایجاد می‌کند.

این گزارش استفاده از مواد را فقط به موارد ذکر شده در بالا محدود نمی‌کند. هر ماده‌ای را می‌توان به عنوان افزودنی مقاوم در برابر آب استفاده کرد که می‌تواند نفوذ آب را مسدود کند. این مواد را می‌توان 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.

بخش‌های کلیدی بازار مواد افزودنی ضد آب عبارتند از:

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

سیستم‌های عایق رطوبتی کریستالی عمدتاً برای ضد آب و بازسازی مخازن آب نشتی، دیوارهای حائل و استخرهای شنا استفاده می‌شوند.
سیستم ضد آب مسدود کننده منافذ پوشش واترپروف دو جزئی برای تعمیر و ضد آب سقف‌ و سایر نماهای خارجی استفاده می‌شود.

بر اساس برنامه‌های کاربردی، بازار افزودنی‌های ضد آب را می توان به صورت زیر تقسیم کرد. آببندی استخر ، آببندی صنایع تصفیه خانه‌ها و مخازن آبی بتنی ، ساختمان و ساخت و ساز، زیرساخت‌های عمومی و کاربرد‌های فضای تجاری. با توجه به نگرانی روزافزون در مورد کیفیت سازه‌های 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 می‌شود 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 می‌شود.

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 می‌یابد. اگر نسبت آب به سیمان را بیشتر کاهش دهیم، کارایی بتن کاهش می‌یابد. با استفاده از مواد افزودنی کاهنده آب که می‌تواند کارایی کافی بتن را برای تراکم کامل و کاهش ترک خوردگی ناشی از انقباض تضمین کند، می‌توان 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 می‌شود. اندازه آنها تقریباً 0.1 میکرون است و امولسیون‌های پلیمری ریز واکنش دهنده یا غیر واکنشی یا نامحلول هستند.

در طی فرآیند هیدراتاسیون، آنها می‌توانند در منافذ بتن نشسته و آنها را مسدود کنند که به بتن کمک می‌کند 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 می‌دهند که توسط سطوح مویرگ ها جذب می‌شود. این لایه پس از فرآیند هیدراتاسیون از نفوذ آب به داخل منافذ جلوگیری می‌کند. اما مقاومت افزودنی آبگریز محدود است و بستگی به سر هیدرولیک، کیفیت بتن و کارایی افزودنی دارد.

اگر علاقمند به پودر سخت کننده بتن جهت افزایش مقاومت سطحی بتن هستید یا گروت سیمانی و گروت ریزدانه و بتونه کاسماتیک به صفحه محصول مورد نظر مراجعه نمایید.