Kimyasal Katkılar

Kimyasal Katkılar ve Beton üretimindeki etkileri

Süper akışkanlaştırıcı katkılar Beton üretiminde kullanılması gereken çimento miktarında bir azaltmaya gitmeden su/çimento oranını düşürerek akıcı, kolay işlenebilir ve yüksek dayanımlı malzeme elde edebilmek amacıyla süper akışkanlaştırıcı katkılar tercih edilmektedir. Süper akışkanlaştırıcı katkılar, sülfone melamin formaldehit polikondensesi, sülfone naftalin formaldehit polikondensesi, modifiye linyosülfonatlar, poliakrilatlar, polikarboksilatlar, amino aromatik sülfoneik asit, fenol formaldehit kondensesi vb. kimyasal yapılara sahiptir.

Bu katkılar, betona sabit işlenebilirlikte %12-16’dan fazla su azaltma, basınç dayanımında %15’in üzerinde artış, korozif ortam direncinde ve geçirimsizlikte artış ve işlenebilme kolaylığı kazandırmaktadır. Su azaltıcı katkılardan süper akışkanlaştırıcılar, sülfonat bazlı ve karboksilat bazlı olanlar olmak üzere iki grupta toplanmıştır. Sülfonat grubuna sahip olan diğer önemli süper akışkanlaştırıcı da polimelamin sülfonattır. Süper akışkanlaştırıcı içeren çimento hamurunda, çimento taneciklerinin dağılma özelliği genel olarak elektrostatik ve sterik etki mekanizmasıyla açıklanmaktadır.

Hava sürükleyici katkılar Hava sürükleyicilerin amacı, betonun donma-çözünme dayanımını artırma, kılcal su emmeyi azaltma, yüzey görünümünü düzeltme, işlenebilmeyi geliştirme ve su geçirimliliğini azaltmadır. Çimento taneciği iriliğinde (10-100 mikron) milyonlarca hava kabarcığının beton içinde homojen bir şekilde dağılmasını sağlayarak betonu donma – çözünme olaylarından korumaktadır. Lignosülfonatlar, betonların içerisine sürüklediği hava nedeniyle bu alanda da kimyasal katkı araştırmalarının yapılmasını sağlamıştır.

Buradaki en önemli problem hava kabarcıklarının sürekliliğini koruması, küçük boyutta olması ve homojen dağılmasıdır. Köknar reçinesi kökenli vinsol reçinesi (sodyum abietat) beklenilen özellikleri yerine getiren bir katkı olmuştur. Lignosülfonatlar ve petrol kraking ürünü olan alkil asit sülfonatlar hava sürükleyici katkılara örnek olarak sayılabilirler. Beton karışımlarda işlenebilirlik hava sürükleyici ve su azaltıcı kimyasal katkıların kullanımıyla iyileşmektedir. Hava sürükleme çimento hamuru hacmini artırmakta, betonun segregasyonunu düşürmekte ve kıvamını düzenlemektedir. Su azaltıcı kimyasal katkılar çimento taneciklerinin dağılımını sağlayarak işlenebilirliği artırmaktadır ve segregasyonu düşürmektedir.

Priz hızlandırıcı katkılar Çimento bazlı malzemelerde, başlangıçta akışkan olan sistemin oluşan hidratasyon reaksiyonları sonucunda katı bir hale gelmesine priz adı verilmektedir. Betonda prizi kontrol eden kimyasal katkılar, taze beton karışımında reolojik değişimlere sebep olmaktadır. Priz hızlandırıcıların görevi çimentodaki anyon ve katyonların çözünmesini artırmak, priz geciktiricilerin görevi ise anyon ve katyonların çözünmesini engellemektir. Priz hızlandırıcı katkı sınıfında yer alan ani priz yapıcı katkılar ile betonda erken yüksek dayanımı sağlayan katkıların yapıları ve çimento üzerindeki etkileri farklıdır. Ani priz yapıcı katkılar daha çok püskürtme betonlarda (shotcrete) kullanılır.

Betonda erken dayanım ve donma-çözünme etkilerine dayanıklılık sağlayan katkılar ise çimentonun C3S grubu ile reaksiyona girerken katılaşırlar. Sülfatlar, formatlar, nitratlar ve trietanolamin içeren çeşitli bileşenler bu amaç için geliştirilmiştir. Priz hızlandırıcı katkılar, çimento ve su arasındaki reaksiyonu hızlandırarak çimento taneciklerini birbirine bağlayan jel oluşum hızını artırırlar.

Özel katkılı çimento çeşitleri hakkında bilgi için tıklayınız.