חומרי בניה/מוספים

מוספים הם חומרים שאינם מים, אגרגט,חומר מליטה או סיבים שמשתמשים בהם להכנת בטון או מלט, מוסיפים אותם לתערובת מייד לפני העירבוב או בזמן הערבוב עצמו.

מוספים כימיים

חומרים מסיסים במים, משמשים בעיקר כדיי לווסת את זמן התקשרותו של הבטון הטרי, לשנות את התכונות הריאולוגיות שלו (מאמץ כניעה וצמיגות), או לשפר תכונות אחרות.

סוגי המוספים

ניתן להבחין ב-5 קבוצות ראשיות של מוספים כימיים:

מוספים מפחיתי מים

מקטינים את תצרוכת המים הדרושה כדיי להקנות לבטון סומך מסויים. סומך תערובת הבטון תלוי בחיכוך שבין הגרגרים, המיים מפרידים בין הגרגרים ומקטינים את החיכוך ביניהם, כלומר תהיה תערובת יותר דלילה עם העלייה בכמות המיים. הקטנת תצרוכת המיים מאפשרת להקטין את תכולת הצמנט בבטון מבלי לפגוע בחוזקו (זהו יתרון כלכלי כיוון שהצמנט יקר יחסית לשאר מרכיבי הבטון). יתרון נוסף בהקטנת הצמנט הוא חום הידרציה נמוך והצטמקות קטנה יותר, זהו יתרון ביציקה של גושים גדולים שבהם הצטברות חום בפנים והתקררות איטית עלולה לגרום לסדיקה. מוספים מסוג זה בדרך כלל מעכבים את התקשרותו של הבטון, ומאפשרים הפחתה של עד 15% מהמים הדרושים לסומך.

מוסף על פלסטי

סוג של מוסף חדיש של מוספים מפחיתי מים אשר בעזרתם ניתן להפחית עד 25% מכמות המים הדרושה לסומך מבלי לגרום לכליאת אוויר או לעיכוב בזמן ההתקשרות. השימוש העיקרי במוספים אלו הם לקבלת "בטונים זורמים". המוסף נותן תערובת דלילה הדומה לנוזל אך שומרת על הלכידות. בטון דליל זה מתאים במיוחד ליציקתם של אלמנטים דקים שיש בהם חשיבות גבוהה לקבלת בטון צפוף עקב דרישות קיים, כמו בטונים הבאים במגע עם מי-ים. השפעת המוסף מוגבלת בזמן כיוון שהתערובת מסמיכה מהר יותר ולכן לעיתים מוסיפים את המוסף לבטון רק באתר הבנייה אך השפעתו של המוסף על הצמיגות הולכת וקטנה ככל שמתאחרת הוספתו לתערובת.

צורת העבודה של המוספים מפחיתי המים

מוספים מפחיתי מים הם חומרים פעילי שטח. חומרים אלו מורכבים מראש בעל אפיניות (משיכה כימית) גבוהה לפני השטח של גרגרי צמנט ואבקות אחרות, ומזנב שדוחה זנבות אחרים של מולקולות המוסף. מולקולות המוסף נדבקות עם ראשן לאתרים שונים על-פני גרגר הצמנט. הזנבות יוצרים יוצרים דחיה בין הגרגרים. בדומה לניסיון המעשי בבטון ומלטים, גם בסימולציות שנעשו ב- NIST נצפו שינויים של סדרי גודל בתכונות הריאולוגיות של תרחיף גרגרים בעלי דחיה הדדית לעומת גרגרים שאין בהם כוחות דחיה, או שיש ביניהם כוחות משיכה. כאשר משתמשים במוסף מפחית מים, ובעיקר במוסף על פלסטי, עליה בתכולת האבקות עשויה להביא לשיפור בתכונות הזרימה של הבטון, בניגוד לתוצאות המתקבלות בבטון רגיל.

מוסף מעכב התקשרות

דוחה את התקשרותה של התערובת (כלומר מאריך את התקופה שבה ניתן לעבד את הבטון). דחיית ההתקשרות משפיעה על קצב התפתחות החוזק רק בימים הראשונים. מוספים מפחיתי מים מהדור הראשון, בנוסף להפחתת המים גם מעקבים את התקשרות הבטון. עיקוב ההתקשרות מתקבל כאשר גרגרי הצמנט סופחים את המעכב על פני השטח. השכבה של המוסף שנוצרת על פניהם ממתנת את תהליך ההידרציה. במוסף זה משתמשים בעיקר כאשר יש להוביל בטון לטווחים ארוכים ובמיוחד בתנאים של אקלים חם.

מוסף מחיש התקשרות

מחיש את התקשרותם התחילית והסופית של הבטון ב- 1-3.5 שעות ומחיש את חוזקו של הבטון ביממה הראשונה. משתמשים במוסף זה כאשר יש צורך להחיש את חוזק הבטון (עבודות תיקון/ קרה), בארץ כמעט ואין שימוש במוסף זה. במקום שימוש במוסף מחיש התקשרות, ניתן להשתמש באשפרה בחום.
בעבר היה השימוש בחומרים אן-אורגנים כמאיצי התקשרות נפוץ. בין חומרים אלו ניתן למצוא מלחים של אקלים והלידים, מי-זכוכית, ואף סידן כלורי. השימוש במאיצים המכילים כלוריד מוגבל עקב היותו חומר הגורם לקורוזיה של ברזל הזיון. השימוש באלקלים עשוי לגרום להצטמקות מוגברת של העיסה הצמנטית או לחילופין לתגובה עם אגרגטים מגיבים לאלקלי. ניתן גם להוסיף אלומינטים לצמנט כמאיצי התקשרות כאשר ההתקשרות המואצת בגיל מוקדם נובעת בעיקר מהתקשרות האלומינטים עצמם. מאיצי התקשרות מודרנים מבוססים בעיקר על חומרים אורגנים.

מוסף כולא אוויר

יוצר בועות אוויר קטנות ונפרדות הנכלאות בעיסה בזמן ההתקשות, חומרים מסוג זה מאופיינים ע"י מולקולה הבנוייה בקצה אחד "אוהבת מים" ובקצה השני "דוחה מים" כך שהן מסתדרות שהצד ה"דוחה" מים פונה כלפיי בועת האוויר וצידם השני כלפיי המיים (למעשה נוצר סביב הבועה מעטה דוחה מים המקנה להם יציבות). מוספים אלו משפרים את עמידותו של הבטון בתנאי קרה, הקרח מתגבש בחללים שיצרו בועות האויר, וכך מהווים מנגנון שבאמצעותו משתחרר הלחץ הנגרם בזמן התהוות קרח. לכן לא רק תכולת האוויר חשובה אלא גם המרחק בין בועות האוויר.

בארץ לא קיימת קרה אך משתמשים במוספים אלו לשיפור עבידות הבטון הטרי ולשיפור לכידותו. חוזקו של בטון אוויר כלוא קטן מחוזקו של בטון רגיל. על-מנת להתיחס להשפעת כמות האויר המוסף על החוזק משתמשים בחוק אברהמס מתוקן ע"י הוספת כמות האויר המוסף (מעל הכמות הרגילה) לכמות המים במונה.

מוסף מונע הקצפה

מוסף מונע הקצפה מונע כליאת אויר על-ידי הגדלת האנרגיה הדרושה ליצור בועות בודדות. מוסף זה מבוסס לרוב על שמן סיליקוני. תכולה אופיינית של מוסף זה בבטון היא כחמישים עד מאה גרם למטר קוב בטון. מוסף מונע הקצפה משמש בנוסף למוספים אחרים כדי למנוע כליאת אויר עודפת. בבטון ארכיטקטוני חשוף, מוסף מונע הקצפה מונע היווצרות בועות על פני-השטח של הטפסה,לקבלת גימור חלק.

מוספים מעורבים

מוסף מפחית מים ומעכב/מחיש התקשרות משתמשים במוסף זה במקרים בהם רוצים לעכב/להחיש התקשרות, מוסף זה עדיף ממוסף מעכב התקשרות לבדו מאחר והקטנת תצרוכת המים המלווה בהקטנת תכולת הצמנט מקזזת את מחירו של הצמנט, כלומר יתרון כלכלי.

מוסף על פלסטי ומעכב התקשרות כמו מוסף על פלסטי רגיל אך הוא מאריך את משך השפעתו של המוסף על הזרימה של הבטון ולכן השימוש בו עדיף.

מוסף מפחית מיים וכולא אוויר מוסף זה כולא כמות של אוויר שמספיקה כדי לשפר את עבידותו ולכידותו של הבטון, שיפור זה מושג מבלי לפגוע בחוזק הבטון כיוון שההשפעה השלילית של תכולת האוויר על חוזקו של הבטון מתקזזת ע"י תצרוכת המים המוקטנת הנדרשת בבטון.

מוספים משפרי קיים

מוספים אלו מתחלקים לשתי משפחות עיקריות:

1. מוספים המשפרים את אטימות הבטון
2. מוספים דוחי מים

בנוסף למוספים אלו יש גם מוספים מצמגים שמורידים אתקצב הדיפוזיה האפקטיבי בבטון. מוספים המשפרים את אטימות הבטון הם בד"כ תערובות המכילות חומר פוצלני כגון מיקרו-סיליקה. הפעילות הפוצולנית גורמת להקטנת הנקבים הנימיים, ואף לניתוק של רשתות נימים. על-ידי כך הבטון נהיה יותר אטום לחומרים מזיקים.

מוספים דוחי מים מפחיתים את חדירת הגורמים המזיקים לבטון על-ידי הפחתת הספיגה הקפילרית ופגיעה במנגנוני שאיבה קפילרית.

קיימים עוד סוגים שונים של מוספים מיוחדים המיועדים למטרה ספציפית לדוגמא: מוסף "יוצר קצף" (משמש לבידוד תרמי) /"משפרי הידבקות" (משפר הדבקות בין הבטון הטרי לייבש וע"י כך מונע "תפר קר" בתיקוני בטון).

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.