כמה אתה יודע על יישום תערובות בטון?

על פי ארגון התקינה הבינלאומי (ISO TC/SC3), ההגדרה של תוספי בטון היא כדלקמן:

"תערובות בטון הם מוצרים המוספים במהלך ערבוב של בטון, טיט או משחה, או בפעולות ערבוב נוספות, בכמויות השווה או פחות מ-5% ממשקל המלט, כדי לשנות את הביצועים הרגילים של הבטון כנדרש."

הגדרה זו מדגישה שתי נקודות:

ראשית, המינון חייב להיות פחות או שווה ל-5% ממשקל המלט. המשמעות היא שהמינון של תוספי בטון לא יעלה על 5% ממשקל המלט. על פי הגדרה זו, תערובות מינרלים אחרות במינונים הגבוהים מ-5% ממשקל המלט אינם יכולים להיחשב תערובות בטון. שתי נקודות נוספות זקוקות להבהרה: האחת, למרות שהמינון של חומרים מרחיבים וחומרי נוגד-קפיא יכול לעלות על 5% ממשקל המלט, הם נכללים בקטגוריית התערובות לפי GB8076-87. שנית, על פי ה"קוד לעיצוב פרופורציות תערובת בטון רגילות" הנוכחי של סין (JGJ55-2000), כאשר משתמשים בתערובות מינרלים כדי להחליף חלק מהמלט, יש לחשב את מינון התערובות על סמך הכמות הכוללת של חומרי כריכה.

שנית, הביטוי "לשנות את הביצועים הרגילים של בטון כנדרש" מרמז כי הביצועים הרגילים של בטון לא תמיד יעמדו בדרישות הטכניות של התכנון או הבנייה. לכן, יש צורך להסתמך על תערובות כדי לשנות את ביצועי הבטון. לדוגמה, כביש צריך להיפתח לתנועה 24 שעות לאחר הזרימה. ביצועי בטון רגילים אינם יכולים לעמוד בדרישה זו, אך באמצעות שילוב של מעכב ניתן להשיג זאת. באופן דומה, עבור עיצוב תערובת עם בטון C30, כאשר כל מטר מעוקב של בטון מכיל 400 ק"ג מלט, 200 ק"ג מים, יחס מים-צמנט של 0.5, ושפל של 100 מ"מ, תוספת של מפחית מים ביעילות גבוהה של 0.6% יכולה להפחית את תכולת המים ל-160 ק"ג ואת תכולת המלט ל- 320 ק"ג, שמירה על אותם תנאים טכניים (יחס מים-צמנט של 0.5 ושפל של 100 מ"מ). זה מביא לחיסכון של 80 ק"ג מלט למטר מעוקב בטון ומפחית משמעותית את מדד חום ההידרציה. מתוך הבנה של הגדרה זו, עלינו להבין שהתפקיד העיקרי של תערובות בטון הוא לשנות את הביצועים הרגילים של בטון כנדרש, תוך היבטי ביצועים טכניים וכלכליים כאחד.

ייצור תוספי בטון נובע מהצרכים החיוניים של הבטון. ההיסטוריה של פיתוח תערובות בטון קשורה קשר הדוק להיסטוריה של פיתוח בטון. במידה מסוימת, השאיפה לפיתוח עצמי של תוספי בטון הניעה גם את התקדמות טכנולוגיית הבטון. הולדתו של בטון בעל חוזק גבוה, שהוכר כמהפכה הטכנית השלישית בבטון בעולם, נשענה במידה רבה על פריצת הדרך של מפחיתי מים בעלי יעילות גבוהה. תערובות הבטון המוכרות המוקדמות ביותר הופיעו בשנת 1898 כסוכנים הידרופוביים וכחומרי פלסטיק, אך הם הפכו למוצרים תעשייתיים רק בשנת 1910. הפיתוח בקנה מידה גדול החל בשנות ה-30, כאשר ארצות הברית פיתחה חומר סחף אוויר (AE agent) מרוזין, שהפך פופולרי לפתרון עמידות הכפור של משטחי כביש. בשנות ה-30 פותח סוג נוסף של מפחית מים, סדרת M, מפסולת עיסת נייר, ששיפר משמעותית את הפלסטיות של הבטון וסימן את תחילתם של מפחיתי המים המודרניים. בשנות ה-60, יפן ומערב גרמניה הציגו מפחיתי מים בעלי יעילות גבוהה כמו נפתלין סולפונט ומלמין פורמלדהיד, שסימנו עידן חדש בטכנולוגיית התערובת. עד כה, כדי לענות על הצרכים של חוזק גבוה, נזילות גבוהה ויכולת עבודה טובה בתערובות בטון חדשות, הופיעו מפחיתי מים שונים בעלי ביצועים גבוהים, כולל מפחיתי מים מרוכבים של הידרוקסיל קרבוקסילאט, מפחיתי מים בעלי יעילות גבוהה לשמירה על שקעים, וכן מפחיתי מים שומרי צניחת פולימרים. למפחיתי המים החדשים הללו יש בדרך כלל שיעורי הפחתת מים הגבוהים מ-20% ושימור שפל מעולה. עם זאת, החומרים החיוניים שלהם נשארים נפתלין סולפונט או שרף מלמין פורמלדהיד.