سنگدانهها (Aggregates)
سنگدانهها در بتن تقریبا سه چهارم حجم آنرا تشکیل میدهند از اینرو کیفیت آنها از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت خواص فیزیکی، حرارتی و پارهای از اوقات شیمیایی آنها در عملکرد بتن تاثیر میگذارد. دانههای سنگی طبیعی معمولاً بوسیله هوازدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی باخرد کردن سنگهای مادر تشکیل میشوند
اندازه دانههای سنگی
بتن عموما از سنگدانههایی به اندازههای مختلف که حداکثر قطرآن بین ۱۰ میلیمتر و۵۰ میلیمتر میباشد ساخته میشود. به طور متوسط از سنگدانههایی با قطر ۲۰ میلیمتر استفاده میشود. توزیع اندازه ذرات به نام «دانه بندی سنگدانه» مرسوم است.به طور کلی دانههای با قطر بیشتر از چهار یا پنج میلیمتر به نام شن و کوچکتر از آن به نام ماسه نامگذاری شدهاند که این حد فاصل توسط الک ۵ میلیمتری یا نمره چهار مشخس میگردد. حد پایین ماسه عموما ۰٫۰۷ میلیمتر یا کمی کمتر میباشد. مواد با قطر بین ۰٫۰۶ میلیمتر و ۰٫۰۲ میلیمتر به نام لای(سیلت)و مواد ریزتر رس نامگذاری شدهاند. گل ماده نرمی است که شامل مقادیر نسبتا مساوی ماسه و لای و رس میباشد.
کانیهای مهم
کانیهای مهم و متداول سنگدانهها در زمینه استفاده در بتن عبارتند از: کانیهای سیلیسی (کوارتز، اوپال، کلسه دون، تریمیت، کریستوبالیت) فلدسپاتها، کانیهای میکا، کانیهای کربناتی، کانیهای سولفاتی، کانیهای سولفور آهن، کانیهای فرومنیزیم، کانیهای اکسیدآهن، زئولیتها و کانیهای رس
طبقه بندی براساس شکل ظاهری
در استاندارد ASTM سنگها از لحاظ شکل ظاهری به پنج گروه تقسیم شدهاند:کاملا گردگوشه، گردگوشه، نسبتا گردگوشه، نسبتا تیزگوشه و تیزگوشه
در استاندارد BS این نامگذاری به صورت:گردگوشه، بی شکل-بی نظم، پولکی، تیزگوشه، طویل، پولکی طویل میباشد
افزودنیها (Admixtures)
معمولا به جای استفاده از یک سیمان بخصوص، این امکان وجود دارد که بعضی از خواص سیمانهای معمولی مورد استفاده را به وسیله ترکیب کردن ان با یک افزودنی تغییر داد. قابل توجه اینکه نباید عبارات "مواد ترکیبی" و "مواد افزودنی" با معانی مترادف به کار روند، زیرا مواد ترکیبی موادی هستند که در مرحله تولید به سیمان اضافه میشوند در حالی که مواد افزودنی در مرحله مخلوط کردن به بتن اضافه میشوند. افزودنیهای شیمیایی اساسا عبارتند از:تقلیل دهندههای آب، کندگیر کنندهها و تسریع کنندههای گیرش که در ایین نامه ASTM به ترتیب تحت عنوانهای تیپهای C،B،A طبقه بندی شدهاند. دسته بندی افزودنیها در استاندارد BS نیز مشابه میباشد. در ضمن افزودنیهای دیگری نیز وجود دارند که هدف اصلی از کاربرد آنها محافظت بتن از اثرات زیان آور یخ زدگی و ذوب یخ است.
تسریع کنندهها
افزودنیهایی هستند که سخت شدگی بتن را تسریع میکنند و مقاومت اولیه بتن را بالا میبرند. چند نمونه از تسریع کنندهها عبارتند از: کربنات سدیم، کلرورآلومینیوم، کربنات پتاسیم، فلوئورور سدیم، آلومینات سدیم، نمکهای آهن و کلرور کلسیم
کندگیر کنندهها
افزودنیهایی هستند که زمان گیرش بتن را به تاخیر میاندازند. این مواد در هوای خیلی گرم که زمان گیرش معمولی بتن کوتاه میشود و همچنین برای جلوگیری از ایجاد ترکهای ناشی از گیرش در بتن ریزیهای متوالی مفید میباشند. به عنوان چند نمونه از کندگیر کنندهها میتوان از شکر، مشتقات هیدروکربنی، نمکهای محلول روی و براتهای محلول نام برد.
به عنوان مثال اگر با یک کنترل دقیق ۰٫۰۵ وزن سیمان شکر به بتن اضافه کنیم، حدود چهار ساعت گیرش آنرا به تاخیر میاندازد. مصرف ۰٫۲ تا یک درصد وزن سیمان از گیرش سیمان جلوگیری به عمل میاورد.
تقلیل دهندههای آب(روان کنندهها)
این افزودنیها به سه منظور به کار میروند:
۱-رسیدن به مقاومتی بالاتر به وسیله کاهش نسبت آب به سیمان
۲-رسیدن به کارایی مشخص با کاهش مقدار سیمان مصرفی و نتیجتا کاهش حرارت هیدراتاسیون در توده بتن.
۳-سادگی بتن ریزی به وسیله افزایش کارایی در قالبهایی با آرماتور انبوه و موقعیتهای غیرقابل دسترسی
افزودنیهای تقلیل دهنده آب تحت عنوان تیپ A دسته بندی میشوند؛ لیکن اگر افزودنیها همزمان با کاهش نیاز به آب باعث تاخیر در گیرش نیز بشوند تحت عنوان تیپ D طبقه بندی میشوند. اگر این روان کنندهها باعث تسریع در گیرش شوند تیپ E نامیده میشوند
فوق روان کنندهها
این مواد از قویترین انواع تقلیل دهندههای آب هستند که در آمریکا به عنوان روان کننده قوی و درASTM به عنوان تیپ F نام گذاری شدهاند. افزودنیهایی نیز هستند که در ضمن تقلیل شدید آب باعث مقداری تاخیر در گیرش نیز میشوند و به عنوان تیپ G طبقه بندی شدهاند. دو نمونه از روان کنندههای قوی: ملامین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده و یا نفتالین فرمالدئید سولفاته شده تغلیظ شده میباشند. اساسا استفاده از اسیدهای سولفاته شده باعث تسریع عمل پراکنش میشود. چون در سطح ذرات سیمان جذب شده و به آنها بار منفی میدهند واین باعث دفع ذرات از یکدیگر میشود. این فرایند کارایی را در یک نسبت آب به سیمان مشخص افزایش میدهد.