فروش اینترنتی افزودنی بتن ( قیمت افزودنی بتن )

فروشاینترنتی افزودنی بتن  ( قیمت افزودنی بتن)

امروزه انواع افزودنیهای بتن و از جمله روان کننده بتن کاربرد وتاثیر غیر قابل انکاری در کیفیت و دوام و اجرای بتن دارد. فوق روان کننده ها انواعمختلفی دارد که هر یک بسته به شرایط می تواند موثر و کاربردی باشد. روان کننده و فوق روان کننده بتن ،بسته به پایه ساخت ( مواد تشکیل دهنده روان کننده بتن ) و نیز فرمول ساخت ( نسبتمواد جامد موجود در آن ) دارای کیفیت ، عملکرد و به تبع قیمت متفاوتی می باشد.انواع فوق روان کننده و روان کننده بتن رایج درایران شامل موارد ذیل می باشد.

·       لیگنو سولفونات

·       نفتالین

·       ملامین

·       کربوکسیلات

·       یا ترکیبی از دو تیپ از مواد فوق الذکر

این مواد بهصورت کلی به صورت پودر بوده که با غلظت معیین در آب به همراه سایر افزودنی هامانند آنتی فوم و نگهدارنده ، با میکسر مخصوص با سرعت معین در دمای لازم با هم مخلوطشده و محصول نهایی آماده مصرف می شود. ممکن است بسته به نوع مصرف این متریال بهصورت پودر نیز در محصول استفاده شوند. این امر بیشتر در مصحولات آماده کارخانه اییا کارگاه هایی که تجهیزات لازم وجود داشته باشد استفاده می شوند.

شما می توانیدبرای تهیه انواع روان کننده و فوق روان کننده بتن ،دریافت مشخصات فنی و کاتالوگ ، اخذ لیست قیمت فروش فوق روان کننده های بتن با بخشفنی و یا بازرگانی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( رایحه بتن سبز )44618462-44618379-09120916272  تماس حاصل فرمایید..

فوق ‌روان‌كننده‌ها ی بتن

فوق‌روان‌کننده‌‌ها  كه دومين گروه كاهنده‌هاي آب هستند و از دهه1950 مورد استفاده قرار گرفته‌اند با عنوان بساكاهنده‌هاي آب  شناخته مي‌شوند. فوق‌روان‌كننده‌ها بر اساس استانداردهايASTM C494 & C1017  به دودسته زير تقسيم مي‌شوند: 

•           فوق روان‌كننده معمولي (ASTMC494: Type F)

•           فوق روان‌كننده كندگير (ASTMC494: Type G)     

اين افزودني‌هادر مقادير مصرف متعارف، مقدار آب اختلاط بتن را 12 تا 25 درصد كاهش مي‌دهند و نسبتبه روان‌كننده‌ها تاثيرات جانبي كمتري دارند ولي برخي از آنها در مقادير مصرف بيش ازاندازه  موجب كندگيري يا هوازايي مي‌شوند. عمومافوق روان‌كننده‌ها در مقادير مصرف خيلي كم، رواني كمتري نسبت به روان‌كننده‌ها (درمقدار مصرف يكسان) ايجاد مي‌كنند.

نكته 2-1 – به دليلاثرات نامطلوب مصرف بيش از اندازه روان‌كننده‌ها، نمي‌توان آنها را در مقادير زيادبه جاي فوق روان‌كننده‌ها به كار برد.

نكته 2-2 – در مقاديرمصرف بيش از اندازه فوق روان‌كننده‌ها در مخلوط‌هاي بتن با دانه‌بندي نامناسب، ممكناست جداشدگي و آب‌انداختگي افزايش يابد.

DEZOBUILDD-20

فوق روان کننده بتن بر پایه کربوکسیلات اتر با خواص روان کننده بالا و افزایش مقاومت

شرح محصول :

DEZOBUILDD-20 ، فوق روان کننده ای از  نسل سوم بر پایه تکنولوژی پلی کربوکسیلات اتر میباشد.. این محصول برای ساخت بتن با بیشترین کاهش نسبت آب و کسب مقاومت بالا در سنیناولیه ، با حفظ اسلامپ در زمان کوتاه طراحی و تولید گردیده است. DEZOBUILDD-20 قابلیت کاهش آب اختلاط بتن را تا 35 % با اسلامپ ثابتدارد که همین امر عامل افزایش مقاومت فشاری در سنین اولیه و نهایی و همچنین دوام بتنمی گردد.

نحوه اثرگذاری :

DEZOBUILD D-20 دارای مکانیسم اثر گذاری به دوصورت به شرح ذیل می باشد :

•           ایجاد غشاء بر روی سطح ذرات سیمان نمودهو ممانعت فضایی ناشی از ضخامت لایه جذب شده ، از تجمع ذرات سیمان جلوگیری می کند.

•           ایجاد نیروی دافعه بین ذرات سیمان ناشیاز جذب ذرات پلیمر و تشکیل بارهای همنام .

کاربرد و موارد استفاده :

DEZOBUILD D-20 برای استفاده در انواع بتن ازجمله بتن های خودتراکم،  بتن ریزی در تراکمبالای میلگرد،   بتن های پمپی ، بتن پیش ساخته، بتن حاوی پوزولان، بتن پیش تنیده، بتن ریزی زیر آب ، بتن های اکسپوز و تزئینی ، بتنهای کف سازی ، بتن های صنعتی و ... مناسب می باشد.

مزایای DEZOBUILD D-20     :

•           تولید بتن چسبنده ، بدون جداشدگی در نسبتهای پایین آب به سیمان

•           تولید بتن با اسلامپ بالا با نسبت آب بهسیمان پایین

•           کسب مقاومت بالا در سنین اولیه و نهایی

•           کاهش زمان بتن ریزی و هزینه های اجرایی

•           قالب برداری سریع

•           کاهش نفوذپذیری در برابر آب ، کلراید ،سولفات به دلیلی کاهش نسبت آب به سیمان

•           افزایش مقاومت سایشی و افزایش دوام در سیکلهای یخ و ذوب به دلیل نسبت پایین آب به ترکیبات سیمان

مطابقت با استاندارد :

•           ASTMC494 TYPE F

•           EN 934-2-TABLE 3.1/3.2

•           ISIRI 2930 –TABLE 3/4

خصوصيات فيزيكي و شيميايي :

ترکیبات شیمیایی   کوپلیمرهایاصلاح شده پلی کربوکسیلیک اسید

رنگ       قهوهای تیره

طبیعت یونی         آنیونی

حالت فیزیکی        مایع

کلراید ( PPM )    حداکثر 500

وزن مخصوص ( کیلوگرم بر لیتر ) در دمای 20 درجه سانتیگراد        0.02+- 1.08

میزان مصرف :

•           DEZOBUILDD-20 قابل استفاده به میزان 0.3 تا 1 درصد نسبت به وزن ترکیباتسیمانی می باشد.

•           میزان مصرف با توجه به طرح اختلاط و خصوصیاتمورد نیاز تعیین می شود.

•           پیشنهاد می شود جهت تعیین میزان مصرف DEZOBUILDD-20 و تاثیر آن بر روی خواص بتن تازه و سخت شده مانند کارایی، حفظ کارایی ، گیرش و مقاومت های اولیه و نهایی تست هایی در محل کارگاه و با مصالحو شرایط موجود انجام شود.

روش استفاده :

•           آماده مصرف و با هر نسبتی با آب مخلوط میشود.

•           هم زمان با آب اختلاط به میکسر میتوان اضافهکرد.

•           به طور مستقیم به سیمان و ترکیبات خشک افزودهنشود.

•           DEZOBUILDD-20 را در پایان عمل اختلاط میتوان به میکسر بچینگ و یابه داخل تراک میکسر افزود. در این حالت به ازاء هر مترمکعب یک دقیقه اختلاط با دورتند انجام شود.

سازگاری با ترکیبات سیمان :

مناسب برای استفاده با انواع سیمان و یا ترکیبات جایگزینسیمانی از جمله : خاکستر بادی میکروسیلیس و سرباره می باشد.

سازگاری با افزودنی های دیگر :

•           با سایر افزودنی ها از پیش مخلوط یا مصرفنشود مگر آنکه تولید کننده مجاز بداند.

•           توصیه می شود که در چنین شرایطی با واحدفنی شرکت رایحه بتن سبز ( کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ) مشورت شود.

بسته بندی :

DEZOBUILD D-20 در گالن های 20 ، بشکه های220 و مخازن 1100 کیلوگرمی عرضه می گردد.

انبار داري :

توصیه می شود که انباداری در دمای 5 تا 40 درجه سانتیگرادبه دور از تابش مستقیم آفتاب باشد. در صورت یخ زدگی دمای مواد را بالا آورده تا ذوبشود و سپس توسط یک میکسر مخلوط شود.

عمر نگهداري :

در صورت حفظ و نگهداری در شرایط مناسب پیشنهادی و دربسته بندی اولیه تا 12 ماه قابل نگهداری می باشد.

ایمنی :

DEZOBUILD D-20 ماده ای کم ضرر می باشد. در شرایطعادی آسیبی به پوست نمی رساند. اما به عنوان یک ترکیب شیمیایی و رعایت موارد احتیاطیبرای جلوگیری از تماس با پوست و با چشم از دستکش های محافظ و عینکاستفاده شود و یاپس از تماس مستقیم با پوست و یا چشم با آب شسته شود.

خدمات فني :

بخش فني شرکت رایحهبتن سبز ( کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ) در جهت ارائه مشاوره فنی مربوط به بتن وبتن ریزی و نحوه استفاده صحیح از مواد خود در کارگاه آماده همکاری و انجام خدمات میباشد.

2-2-3 – فراروان‌كننده‌ها (Ultrahigh range water reducers)

اين افزودني‌هاكه سومين گروه كاهنده‌هاي آب هستند از دهه‌ي 1990 ميلادي مورد استفاده قرار گرفته‌اندو با نام‌هاي فوق روان‌كننده توانمند  يا ابرروان‌كنندهنيز شناخته مي‌شوند. هرچند اين افزودني‌ها ويژگي‌هاي منحصر به فردي نسبت به فوق روان‌كننده‌هادارند ولي در حال حاضر در همان دسته‌بندي فوق ‌روان‌كننده‌ها يعني ASTMC494: Type F & G و ASTMC1017: Type I & II جاي مي‌گيرند.

اين افزودني‌هامقدار آب اختلاط بتن را بيش از 25 درصد كاهش مي‌دهند. اين دسته از افزودني‌ها نسبتبه روان‌كننده‌ها و فوق روان‌كننده‌ها تاثيرات جانبي كمتري دارند. عموما فراروان‌كننده‌هادر مقادير مصرف كم، تاثير روان‌كنندگي بيشتري نسبت به فوق روان‌كننده‌ها (در مقدارمصرف يكسان) دارند. ويژگي‌هاي منحصر به فرد اين افزودني‌ها از جمله توليد بتن‌هاي توانمند،خودتراز، خودمتراكم و با مقاومت‌هاي خيلي زودرس و خيلي زياد از يك سو و صرفه‌جويي درانرژي مصرفي، كاهش هزينه‌هاي اجرايي و سازگاري زيست‌محيطي از سوي ديگر، باعث گسترشروز افزون كاربرد آنها در كشورهاي مختلف جهان شده است.

نكته 2-3 – فرآيندتوليد اين افزودني‌ها اين امكان را فراهم مي‌آورد كه بر اساس نياز هر صنعت يا مشخصاتفني و شرايط اجرايي هر پروژه، فراروان‌كننده‌ايي سازگار و مناسب توليد كرد.

نكته 2-4 – مراكزتحقيقاتي جهان، شركت‌هاي توليدكننده افزودني‌هاي بتن و سازمان‌هاي مرتبط با صنعت ساختو ساز همواره در جستجوي يافتن مواد شيميايي جديد با كارآيي و تاثير بهتر بر عملكردمخلوط‌هاي بتني هستند و احتمال پيدايش و عرضه محصولات جديد همچنان وجود دارد.

نكته 2-5 – با توجهبه خاصيت پخش‌كنندگي بسيار زياد فراروان‌كننده، تاثير آن بر احتمال جداشدگي و آب‌انداختگيدر مخلوط‌هاي بتن با دانه‌بندي نامناسب به مراتب بيشتر از ساير كاهنده‌هاي آب است.

2-3 – مكانيزمعملكرد كاهنده‌هاي آب

كاهنده‌هاي آباز نوع افزودني‌هاي با عملكرد فيزيكي هستند و تاثيري مستقيمي بر فرآيند آبگيري سيمانندارند. بخش اصلي افزودني‌هاي كاهنده‌ي آب، عوامل اثركننده بر سطح هستند. عوامل اثركنندهبر سطح  موادي هستند كه در سطح مشترك بين دوفاز آميخته نشدني متمركز مي‌شوند و نيروهاي فيزيكي شيميايي موثر بر اين سطح را تغييرمي‌دهند. در مخلوطي كه از مواد كاهنده آب استفاده نشود، ذرات سيمان به يكديگر مي‌چسبندو لخته مي‌شوند. مكانيزم كلي عملكرد اين افزودني‌ها، كاهش نيروهاي جاذبه بين ذرات وكمك به جدايش و بهبود پخش‌شوندگي دانه‌هاي سيمان از يكديگر است. اين مكانيزم علاوهبر فراهم كردن حركت آزادانه ذرات سيمان به دليل جدايش آنها از يكديگر، آب محبوس درلخته‌هاي سيماني را نيز آزاد و صرف بهبود رواني مخلوط بتن مي‌كند.

روان‌كننده‌هابه يكي از شيوه‌‌هاي زير نيروي جاذبه بين ذرات سيمان را كاهش مي‌دهند و به پراكنده‌شدنآنها كمك مي‌كنند[7]:

•           كاهش كشش بين سطحي

•           جذب چندلايه‌اي مولكول‌هاي آلي

•           افزايش پتانسيل الكتروسينماتيكي

•           ايجاد لايه‌اي از مولكول‌هاي آب احاطه‌كنندهذرات

•           تغيير در ساختار تركيبات هيدراته شده سيمان

مكانيزم كلي عملكردفوق‌روان‌كننده‌ها، جدايش و پراكندن دانه‌هاي سيمان از يكديگر به كمك نيروهاي دافعه  ناشي از بارهاي الكتروستاتيكي است[3]. در بتن وملات، دانه‌هاي سيمان و سنگدانه در اثر تركيب با آب داراي بار سطحي الكتروستاتيكي مي‌شوند،ذرات سيمان در اين حالت تمايل دارند كه به يكديگر بچسبند[2]. فوق‌روان كننده‌ها درزمان اختلاط، جذب سطح دانه‌هاي سيمان مي‌شوند و به آنها بار منفي مي‌دهند كه منجر بهايجاد نيروي دافعه بين ذرات سيمان و پراكندن آنها مي‌شوند. اين اثر به نام "پخش‌كنندگي"  شناخته مي‌شود. مكانيزم پخش‌كنندگي الكتروستاتيكيعلاوه بر پخش كردن دانه‌هاي سيمان، آب محبوس در لخته‌هاي سيماني را نيز آزاد و صرفبهبود رواني مخلوط بتن مي‌كند .

با توجه به ساختارمولكولي و با استفاده از همان اصل بارهاي الكتروستاتيكي نه تنها ذرات سيمان را بهتراز روان‌كننده‌ها و فوق‌روان‌كننده‌ها پخش مي‌كنند (تاثير اوليه) بلكه به دليل داشتنشاخه‌هاي جانبي در زنجيره مولكولي، از جذب شدن ذرات سيمان پخش شده نيز ممانعت به عملمي‌آورند (تاثير ثانويه). تاثير ثانويه فراروان‌كننده‌ها در اصطلاح شيميايي "ممانعتفضايي"  ناميده مي‌شود[3] كه به دليل ساختارو آرايش مولكول‌ها يا اتم‌هاي مجاور يكديگر ايجاد مي‌شود[5].

2-4 – تركيباتشيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

تركيبات مواديكه بعنوان كاهنده آب به‌كار مي‌روند، معمولاً شامل مواد شيميايي زير هستند كه ممكناست به تنهايي و يا در تركيب با ساير مواد آلي و غيرآلي، فعال و يا خنثي مورد استفادهقرارگيرند.

2-4-1 – روان‌كننده‌ها

گستره‌ي وسيعياز مواد روان‌كننده با ويژگي‌ها و خواص جانبي گوناگون توليد و ارايه مي‌شوند كه بخشاصلي مواد تشكيل‌دهنده آنها عبارتند از[2], [6], [7]:

•           مشتقات و تركيبات اسيد ليگنوسولفونيك ونمك‌هاي آنها (ليگنوسولفونات‌ها ).

•           مشتقات و تركيبات اسيد هيدروكسي كربوكسيليك  و نمك‌هاي آنها.

•           پليمرهاي هيدروكسيل‌دار

•           مواد غير يوني اثركننده بر سطح

2-4-2 – فوق‌روان‌كننده‌ها

بخش اصلي موادتشكيل دهنده فوق روان‌كننده عبارتند از [2], [6], [7]:

•           ليگنوسولفونات‌هاي اصلاح‌شده

•           نمك‌هاي تغليظ شده  ملامين سولفونات (ملامين فرم‌آلدهيد سولفوناته).

•           نمك‌هاي اسيد نفتالين سولفونيك تغليظ شدهبا وزن ملكولي بالا (نفتالين فرم‌آلدهيد سولفوناته ).

•           ساير پليمرهاي مصنوعي مانند پلي‌استايرنسولفوناته ، پليمرهاي هيدروكسيل‌دار، و برخي از كوپليمرهاي محلول در آب ، يا تركيبياز آنها.

2-4-3 – فراروان‌كننده‌ها

فراروان‌كننده‌هاعمدتا بر پايه پليمرهای مصنوعي زير هستند:

•           پلی‌کربکسيليک اتر، اسيد اکريليک، متوکسیپلی اتيلن، و انيدريد مالييک.

•           كوپليمرهاي كربوكسيليك آكريليك استر.

2-5 – كاربرد

افزودني‌هاي كاهنده آب پاسخگوي نيازهاي متعـددي در كارگاه هستند كه از آن جمله مي‌توان به كاهش آببتن، توليد بتن با مقاومت زياد، صرفه‌جويي در مصرف سيمان بدون كاهش مقاومت بتن، افزايشكارآيي بتن بدون افزودن آب، بهبود خواص بتن‌هايي كه داراي سنگدانه‌هاي خشن و يا دانه‌بندينامناسب هستند، سهولت در پمپاژ، بتن‌ريزي در مكانهايي كه دسترسي كمتري دارند، و ياتركيبي از مـوارد فوق اشاره كرد[6].

رواني بتن كه بااسلامپ سنجيده مي‌شود، براي بتني با نسبت‌ها و اجزاي معين، به مقدار آب اختلاط بستگيدارد[1]. عملكرد اصلي افزودني‌هاي كاهنده‌ي آب، توانايي آنها در كاهش مقدار آب اختلاطاست. بر اساس اين عملكرد مي‌توان كاربرد آنها را به سه شيوه در بتن مورد بررسي و ارزيابيقرار داد.

•           با مصرف كاهنده آب ضمن ثابت نگهداشتن مقدارسيمان و رواني بتن، مي‌توان مقدار آب اختلاط و در نتيجه نسبت آب به سيمان را كاهش داد(اثر كاهندگي آب اختلاط) و به بتني با رواني يكسان و مقاومت مكانيكي بيشتر از بتن شاهد(بدون افزودني) دست يافت.

•           با مصرف كاهنده آب، ضمن ثابت نگهداشتن مقدارآب و سيمان بتن، رواني و كارآيي بتن افزايش مي‌يابد (اثر روان‌كنندگي).

•           در برخي بتن‌ها با مصرف كاهنده آب ضمن ثابتنگهداشتن رواني و نسبت آب به سيمان، مي‌توان آب اختلاط و مقدار سيمان اضافي را كاهشداد.

دستيابي به برخيبتن‌هاي ويژه مانند بتن خودتراز، بتن خودتراكم، بتن‌هاي با مقاومت خيلي زودرس و بي‌نيازاز بخاردهي، بتن خيلي روان و بتن توانمند بدون استفاده از افزودني‌هاي كاهنده آب بهويژه روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌ها در حال حاضر بسيار پرهزينه و در مواردي غيرممكن است. اگرچه به نظر مي‌رسد با افزايش مقدار سيمان مصرفي مي‌توان به برخي از اينويژگي‌ها دست يافت ولي افزايش بيش از اندازه سيمان به دليل تمايل ذرات سيمان به لخته‌شدنو افزايش چسبندگي بيش از اندازه مخلوط و افزايش مشكلات اجرايي از يك سو و افزايش تغييرشكل‌هاي درازمدت بتن سخت‌شده (جمع‌شدگي و خزش) از سوي ديگر، نه تنها از نظر فني راهكارمناسب و كارآمدي نيست بلكه بسيار غيراقتصادي هم هست. براي دستيابي به اين ويژگي‌ها،فراروان‌كننده‌ها به دليل تاثيرات جانبي كمتري كه نسبت به روان‌كننده‌ها و فوق روان‌كننده‌هادارند، كاربرد گسترده‌تري دارند.

2-6 – تاثيركاهنده‌هاي آب بر ويژگی‌های بتن تازه

افزودني‌هاي كاهندهآب علاوه بر كاهش مقدار آب مخلوط بتن تازه، بر برخي ديگر از خواص آن نيز تاثير مي‌گذارند.

2-6-1 - زمان گيرش

زمان گيرش بتنبه تركيبات شيميايي و اندازه ذرات سيمان، دما و نسبت آب به سيمان بستگي دارد. در بتنيبا دما و نسبت آب به سيمان معين، كاهنده‌هاي آب به دليل پخش‌كردن ذرات سيمان و به تاخيرانداختن به هم چسبيدن و لخته‌شدن ذرات و محصولات آبگيري سيمان به يكديگر (كندگيري فيزيكي)،گيرش اوليه و نهايي بتن را به تاخير مي‌اندازند. از سوي ديگر، پخش‌شدن ذرات سيمان امكانآبگيري بهتر و همه جانبه‌ي آنها را فراهم مي‌كند كه مي‌تواند تسريع واكنش و توليد محصولاتآبگيري را به دنبال داشته باشد. بنابراين هر چقدر كه قدرت پخش‌كنندگي افزودني‌هاي كاهندهآب بيشتر باشد (از روان‌كننده به فراروان‌كننده) تاثير كندگيري آنها كاهش مي‌يابد.

برخي از روان‌کننده‌هامانند ليگنوسولفونات‌ها و اسيدهاي هيدروكسي كربوكسيليك در مقادير مصرف متعارف و دردما‌هاي 18 تا 38 درجه سانتيگراد معمولاً 1 تا 3 ساعت تاخير در گيرش بتن بوجود مي‌آورند[2].با افزايش مقدار مصرف روان‌كننده‌ها، تاخير در زمان گيرش بتن نيز افزايش مي‌يابد. اغلبفوق روان‌كننده‌ها در مقادير مصرف متعارف، كندگيري قابل توجهي ندارند و يا كندگيريآنها كاملاً كنترل شده است. در بتن‌هايي كه با سيمان نوع 5 ساخته مي‌شوند و داراي فوق‌روان‌كنندههستند، صرفنظر از نسبت آب به سيمان و نوع فوق‌روان‌كننده مصرفي، زمان گيرش اوليه ونهايي حدود يك ساعت افزايش مي‌يابد[8]. بعضی از فراروان‌كننده‌ها زمان گيرش نهايي بتنرا كاهش مي‌دهند [3].

2-6-2 - هوازايي

برخي از روان‌كننده‌ها كشش سطحي آب را كاهش مي‌دهند و مقداري حباب هوا در بتن ايجاد مي‌كنند. ليگنوسولفونات‌هاشناخته شده‌ترين كاهنده‌هاي آب هستند كه خاصيت هوازايي دارند. مقدار هواي وارده توسطاين مواد معمولاً بين 2 تا 6 درصد متغير است، اگرچه مقادير بيشتر نيز تا كنون گزارششده است[6]. هوازايي روان‌كننده‌ها را مي‌توان با اصلاح فرمول شيميايي كنترل كرد[6]، معمولاً ليگنوسولفونات‌هاي اصلاح‌شده كمتر از يك درصد حباب هوا ايجاد مي‌كنند. فوق‌روان‌کننده‌هاو فراروان‌کننده‌ها اصولاً خاصيت هوازايي ندارند ولي ممكن است روي توان هوازايي برخياز سيمان‌ها و مواد هوازا  تاثيرگذار باشندو باعث تغيير در ميزان هواي بتن شوند[6]. افزايش رواني مخلوط بتن به ازدياد تشكيل حباب‌هايهوا در حين اختلاط كمك مي‌كند ولي بتن‌هاي داراي فوق‌روان‌كننده در مقايسه با بتن شاهد(با رواني يكسان)، فرصت خروج آسان‌تر حباب‌هاي هواي محبوس را در حين عمليات انتقالو بتن‌ريزي فراهم مي‌كنند. فوق‌روان‌كننده‌هاي بر پايه ملامين در مقايسه با نوع نفتالينينه تنها هواي محبوس كمتري ايجاد مي‌كنند بلكه افت مقدار هواي سريع‌تري نيز دارند[2].فراروان‌كننده‌ها عموما خاصيت هوازايي ندارند و پس از اتمام اختلاط بتن به دليل سهولتحركت اجزاي بتن، موجب جابجايي و جاي‌گيري ذرات در درون فضاي خالي بين يكديگر  مي‌شوند و حباب‌هاي هواي محبوس را به سطح بتن مي‌رانند.

افزودني‌هاي كاهندهآب در بتن‌هاي هوازايي شده، پايداري حباب‌هاي هوا را بهبود مي‌بخشند و ميزان تاثيرو راندمان افزودني‌هاي هوازا را افزايش مي‌دهند[2].

2-6-3 - كارآيي

كارآيي  خصوصيتي از بتن يا ملات تازه است كه آساني يا دشوارياختلاط، ريختن، تراكم و پرداخت كردن آن را بيان مي‌كند[11]. موضوع كارآيي همواره دربتن‌ريزي‌ها مطرح مي‌شود ولي در حال حاضر ابزار مناسبي براي سنجش كارآيي در كارگاه‌هاوجود ندارد. معمولاً رواني بتن كه به وسيله آزمايش اسلامپ اندازه‌گيري مي‌شود ملاكيبراي توصيف كارآيي بتن به شمار مي‌آيد در حالي كه ممكن است دو نمونه با رواني يكسان،داراي كارايي متفاوتي باشند. بتن‌هاي محتوي افزودني‌هاي كاهنده آب معمولاً كارآيي بهترياز خود نشان مي‌دهند و ميل به قالب پذيري و پرداخت سطح آنهـا بهتر از بتن‌هاي با روانيمشابه ولي بدون افزودني است. اين موضوع به ويژه در مورد بتن‌هاي سفت (با اسلامپ خيليكم) نمايان‌تر است.

بتن محتوي اينافزودني‌ها تمايل كمتري به جداشدگي نشان مي‌دهد[9] و در هنگام لرزاندن مي‌توان روانيو تحرك بهتر اجزا را مشاهده نمود ضمن اين كه كارآيی بهتر اين نوع بتن، نياز به لرزاندنرا كاهش می‌دهد و صرفه جويی قابل توجهی در مصرف انرژی و نيروی انسانی پديد مي‌آورد.

هوازايي برخي ازكاهنده‌هاي آب كه به عنوان يك اثر جانبي مطرح مي‌شود، در مخلوط‌هاي بتن با ريزدانهناكافي مي‌تواند چسبندگي داخلي بين دانه‌هاي سنگي را تا حدودي افزايش دهد (به فصل هوازاهامراجعه شود) و حالت خميري و كارآيي بتن را بهبود بخشد.

 2-6-4 - آب انداختگي

تاثير همه افزودني‌هايكاهنده آب بر آب‌انداختگي يكسان نيست، به عنوان مثال نمك‌های اسيد هيدروكسی كربوكسليكموجب افزايش آب انداختگي مي‌شوند در حالي كه مشتقات و تركيبات اصلاح شده  آنها تاثيري بر پديده آب انداختگي ندارند. ليگنوسولفونات‌هاو مشتقات آنها آب انداختگي بتن تازه را كاهش مي‌دهند كه بخشي از اين خاصيت آنها بهدليل ايجاد حباب هوا در بتن است. فوق روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌ها معمولا آب انداختگيو جداشدگي را كاهش مي‌دهند به جز در مواردي كه مقدار مصرف افزودني بيش از اندازه باشد[9].گاهي آب‌انداختگی و جداشدگي بتن تازه پس از اضافـه كردن فوق روان‌كننده و فراروان‌كننده‌هابه دليل اشكال در دانه‌بندي سنگدانه‌ها است و نه تاثير منفي افزودني، در چنين شرايطيبا اصلاح دانه‌بندي به خصوص افزايش ريزدانه‌ها مي‌توان جداشدگي را كاهش داد.

2-6-5 - روند افت رواني (اسلامپ)

روند افت رواني  كه بيانگر مقدار كاهش رواني در واحد زمان است، دربتن داراي كاهنده آب بيشتر از بتن شاهد (با اسلامپ اوليه يكسان) است. بتن‌هاي حاويفوق‌روان‌كننده در مقايسه با بتن‌هاي حاوي روان‌كننده كه اسلامپ اوليه يكساني داشتهباشند از روند افت رواني بيشتري برخوردارند. فراروان‌كننده‌ها اگرچه نسبت به بتن شاهدروند افت رواني بيشتري دارند ولي نسبت به فوق‌روان‌كننده‌ها از توان حفظ رواني (اسلامپ) بيشتري برخوردارند.

يكي از مزاياياصلي استفاده از فوق‌روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌ها در بتن افزايش قابل توجه اسلامپو رواني آن است ولـي زمان قابل كاركردن به دليل افت اسلامپ به شدت كاهش مي‌يابد كهمي‌تواند سبب بروز مشكلات اجرايي شود. براي حل اين مشكل در مورد فوق‌روان‌كننده‌هامي‌توان بخشي از  فوق روان‌كننده را در محلساخت بتن و بخش ديگر را در محل بتن‌ريزي به مخلوط اضافه كرد تـا زمـان قابل كار كردنافزايش يابد يا از فوق‌روان‌كننده‌هاي كندگير استفاده كرد. در مورد فراروان‌كننده‌هامي‌توان رواني بتن را در هنگام ساخت به گونه‌ايي تنظيم كرد (با اسلامپ بالاتر) كه روانيمورد نظر را در پاي كار تامين كند يا در هنگام ساخت بتن، در صورت نياز جهت سهولت دراختلاط و حمل، از يك روان‌كننده سازگار در مقادير كم استفاده كرد و فراروان‌كننده رادر پاي كار به بتن افزود.

 فرصت كار با يك بتن به عوامل متعددي بستگي دارد كهاز آن جمله مي‌توان به: نوع و مقدار كاهنده آب، فاصله زمانی بين ساختن و ريختن بتن،زمان اضافه كردن كاهنده آب، مصرف ساير افزودني‌هاي شيميايي، ويژگي‌ها و درجه حرارتسيمان و بتن، رواني اوليه بتن و دماي محيط اشاره كرد.

 2-6-6 - پرداخت پذيري

 روان‌کننده‌ها معمولاً در پرداخت سطح بتن بسيار مؤثرنددرحاليكه سطح بتن‌هاي محتوي فوق روان‌كننده به دليل كاهش آب‌انداختگي و افت سريع روانيبه سختي پرداخت مي‌شوند، مضافاً اينكه تمايل به پوسته شدن و يا تركهاي ناشي از جمعشدگي خميري در اين نوع بتن‌ها بيشتر است، به همين دليل در اينگونه مواقع بايستي سطحبتن را با روش‌هايي چون مرطوب كردن، استفاده از مواد تاخير دهنده تبخير، يا هر روشمناسب ديگري از خشك شدن حفظ نماييم. اين روش‌ها بايستي با دقت انجام پذيرد تا تاثيرنامناسبي بر دوام سطح بتن بوجود نياورند.

2-6-7 – تراكم‌پذيري

كاهنده‌هاي آبامكان حركت و لغزش ذرات بر روي يكديگر را در داخل مخلوط بتن فراهم مي‌كنند و خواص ريولوژيكبتن تازه و رفتار آن را در هنگام ارتعاش و متراكم‌شدن بهبود مي‌بخشند. براي متراكم‌كردنبتن‌هاي داراي كاهنده آب در مقايسه با بتن شاهد به انرژي كمتري نياز است. اين اثر دربتن‌هاي با رواني (اسلامپ) كم و به ويژه در بتن‌هاي بدون اسلامپ نمايان‌تر است. دربتن‌هاي داراي مقادير كافي فراروان‌كننده به دليل سهولت حركت و لغزش ذرات بر روي يكديگربدون نياز به لرزاندن، اجزاي بتن در اثر وزن خود فضاهاي خالي را پر مي‌كنند و متراكممي‌شوند (بتن خود متراكم) در حالي كه در بتن‌هاي بدون فراروان‌كننده به دليل پديدهلخته‌شدگي ذرات سيمان و ريزدانه‌ها، هر چقدر هم كه رواني افزايش يابد نمي‌توان به بتنخود متراكم دست‌يافت.

2-7 - تاثير برويژگي‌های بتن سخت شده

2-7-1 - مقاومت

استفاده از كاهندهآب اگر با كاهش نسبت آب به سيمان همراه باشد افزايش مقاومت را به دنبال دارد ضمن اينكه در صورت ثابت بودن نسبت آب به سيمان نيز به دليل پخش كردن بهتر ذرات سيمان سبب بهبودفرآيند آبگيري و افزايش مقاومت مي‌شود.

نكته 2-6- تاثيركاهنده‌هاي آب بر مقاومت بتن صرفاً به دليل تاثيرات آنها بر بتن تازه در زمان‌هاي اوليهاست و نه فعال بودن آنها در بتن سخت شده.

كاهنده‌هاي آبکندگير، مقاومت 24 ساعته را به خصوص در مناطق گرمسير افزايش مي‌دهند، البته ممكن استمقاومت در ساعات اوليه بتن تحت تاثير كندگيـری كاهش يابد. كاهنده‌هاي آب در مقدار سيمانو رواني ثابت مقاومت بتن را  افزايش مي‌دهندو يا براي رسيدن به مقاومتي مشخص باعث صرفه جويي قابل ملاحظه در مصرف سيمان مي‌شوند.

اگر افزودن فوقروان‌كننده همراه با كاهش آب بتن باشد مقاومت فشاري را تا 25 درصد و يا حتي بيشتر افزايشمي‌دهد. اين افزايش مقاومت با استفاده از فراروان‌کننده‌ها به مراتب محسوس‌تر است وتوليد بتن‌هايی با مقاومت فشاری 70 مگاپاسکال و بيشتر در شرايط كارگاهی به آسانی قابلطراحی و توليد می‌باشد. مقاومت خمشي بتن‌هاي داراي اين افزودني‌ها بهبود مي‌يابد ولينسبت افزايش آن در مقايسه با مقاومت فشاري كمتر است.

2-7-2 – جمع‌شدگي(تكيدگي) و خزش

گزارش‌ها و اطلاعاتمتناقضي در مورد تاثير كاهنده‌هاي آب بر پديده جمع‌شدگي و خزش وجود دارد. گرچه متناسببا كاهش مقدار آب بتن، جمع شدگي دراز مدت كمتر مي‌شود و به همين منوال افزايش مقاومتفشاري بتن باعث كاهش خزش مي‌گردد ولي بطور كلي مي‌توان گفت حتي مصرف مقادير ثابتي ازافزودني‌ها زماني كه همراه با سيمان‌هاي مختلف مصرف مي‌شوند، تاثير متفاوتي بر جمع‌شدگيو خزش بتن سخت شده دارند.

2-7-3 – دوام(پايايي)

به طور كلي كاهنده‌هايآب به دليل پخش‌كردن ذرات سيمان و بهبود فرآيند آبگيري و نيز بهبود تراكم‌پذيري، سببكاهش تخلخل و جذب مويينگي مي‌شوند و در نتيجه نفوذپذيري بتن كاهش و دوام آن در برابرعوامل مهاجم افزايش مي‌يابد.

در بتن‌هاي هوازايي‌شده،استفاده از كاهنده‌هاي آب سبب افزايش مقاومت جداره حباب‌هاي هوا و بهبود پايايي بتندر برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن مي‌شود.

2-8 - تاثير موادمتشكله بتن بر عملكرد كاهنده‌های آب

همانگونه كه وجوديك افزودني بر روي نسبت اجزا و ويژگي‌هاي بتن تاثير مي‌گذارد، خواص و مقدار اجزاي تشكيل‌دهندهبتن نيز تاثيرات متقابلي بر عملكرد افزودني دارد.

مقدار، نوع، وتركيبات شيميايي سيمان بر عملكرد كاهنده‌هاي آب تاثير مي‌گذارد. با افزايش مقدار سيمان،نسبت مصرف فوق‌روان‌كننده به سيمان كاهش مي‌يابد. سيمان‌هاي نوع 2 و 5 در مقايسه باسيمان‌هاي نوع 1 و 3 به كاهنده آب كمتري نياز دارند. تركيبات شيميايي سيمان به ويژهنسبت C3A/C3S و مقدار C3A و نيز مقدار قليايي‌ها بر عملكرد افزودني‌هاي كاهنده آب تاثير مي‌گذارند[7].با افزايش مقدار C3A در سيمان از راندمان روان‌كننده‌هايليگنوسولفوناتي كاسته مي‌شود[1]. با افزايش مقدار قليايي‌هاي سيمان ميزان تاثير و حفظرواني روان‌كننده‌ها در بتن كاهش مي‌يابد[1].

 شكل و بافت سطحي سنگدانه‌ها بر عملكرد كاهنده‌هايآب تاثيرگذار است. سنگدانه‌های گرد گوشه در مقايسه با سنگدانه‌هاي تيزگوشه مقدار روانكننده كمتری را برای رسيدن به يك روانی مشخص لازم دارند. براي دستيابي به يك روانيمشخص هر چقدر بافت سطحي سنگدانه‌ها زبرتر باشد مقدار مورد نياز افزودني كاهنده آب افزايشمي‌يابد.

پوزولان‌ها بهجز خاكستر بادي، عموما به دليل افزايش چشمگير سطح جانبي دانه‌ها و تمايل به لخته‌شدن،كارآيي و رواني بتن را به شدت كاهش مي‌دهند و به همين دليل توصيه مي‌شود كه در بتن‌هايداراي پوزولان و به ويژه دوده سيليسي از فوق‌روان‌كننده  يا فراروان‌كننده استفاده شود.

در مجموع مطالعه،بررسی و انجام آزمايش‌های كارگاهی برای مشخص كردن تاثير مواد متشكله بتن بر افزودنيهایكاهنده آب به شدت توصيه می‌شود.

2-9 - تاثير عواملمحيطی و اجرايي

بدون شك عوامليمانند: دما، رطوبت، سرعت وزش باد، ماشين آلات و تجهيزات توليد و انتقال بتن، زمان بينتوليد و ريختن بتن، زمان حمل، و مهارت نيروهاي اجرايي از جمله عوامل مهم و تاثير گذاردر عملكرد افزودني‌های كاهنده آب مي‌باشند.

به دليل آن كهدما در زمان گيرش، كارآيي و روند كسب مقاومت اوليه بتن بسيار مؤثر است، براي دستيابيبه نتايج مؤثر معمولا افزودني‌های كاهنده آب در سه گروه با تاثيرهای زودگيری، خنثی،و ديرگيری عرضه مي‌شوند.

رطوبت موجود درهوا و سرعت وزش باد بر زمان كارآيی بتن تاثير مي‌گذارند در نتيجه براي حفظ كارآيي درچنين شرايطي ممكن است مقدار مصرف و يا حتی نوع كاهنده آب تغيير ‌نمايد.

با توجه به اينكهمقدار مصرف افزودني‌های كاهنده آب به نسبت سيمان موجود در طرح اختلاط تعريف مي‌شود،لازم است ماشين آلات توليد بتن از حساسيت كافی برای پيمانه كردن آب، سيمان، سنگدانه،و مواد افزودنی برخوردار باشند. در غير اين صورت مقادير متفاوتی در هر نوبت وارد مخلوط‌كنمي‌شود و نتايج متفاوتی نيز در بر خواهد داشت.

2-10 - رهنمودهایاجرايي در كارگاه

افزودني‌هاي كاهندهآب در حالت مايع اندازه‌گيري و مصرف مي‌شوند و چنانچه اين افزودني‌ها به شكل جامد(پودر) تحويل گردند، لازم است ابتدا بر طبق پيشنهاد توليدكننده محلولي با درصد جامدمناسب از  آن تهيه و سپس مصرف شوند.

چگالي افزودني‌هايارسالي مايع و يا آنهايي كه در كارگاه به مايع تبديل شده‌اند بايستي براساس معيار واستانداردي كه توليد كننده معرفي مي‌كند سنجيده و با آن مقايسه گردد. براي اين منظورمي‌توان به سهولت و با استفاده از وسايلي چون مايع‌سنج يا چگالي‌سنج، درصد جامد و  غلظت مناسب آنرا بررسي نمود. اين عمل بايستي دردماي استاندارد انجام و نتايج آن بعنوان بخشي از عمل كنترل كيفيت براي آينده ثبت ونگهداري گردد.

تمامی افزودني‌هایكاهنده آب در محدوده زمانی معينی بر مخلوط بتن تاثير مي‌گذارند و به محض اتمام اينمحدوده زمانی، بتن به حالت قبل از مصرف افزودنی برمي‌گردد، بنابراين زمان افزودن آنهابايستی بگونه‌ای تنظيم شود كه حداكثر كارآيی حاصل گردد، بنابراين در حمل‌های طولانیبتن كه احتمال اتمام خاصيت افزودنی وجود دارد، بهتر است كه افزودني در محل بتن ريزیبه مخلوط اضافه تا فرصت كافی برای ريختن، لرزاندن، پرداخت، و كارهای تكميلی فراهم شود.

افزودني‌های كاهندهآب را نبايد به سيمان خشك اضافه كرد، بهتر است آنها را بعد از افزودن بخشي از آب اختلاط(به همراه آب تنظيم ) به بتن اضافه كرد.

در طرح اختلاط‌هایداراي اين افزودني‌ها، به خصوص در بتن‌های با اسلامپ بيشتر از 70 ميليمتر از لرزاندن(ويبره کردن) بيش از اندازه پرهيز شود زيرا باعث جداشدگی و آب انداختگی مي‌شود. البتهآب انداختگی مختصر در سطح بتن در انجام پرداخت سطحی مفيد است. 

2-11 - رهنمودهایكاربردی

چنانچه اطلاعاتكافي و معتبر از كاربرد يك افزودني در دسترس نباشد، بهترين روش براي بررسي تاثير افزودنيبر خواص بتن انجام آزمايش‌هاي كارگاهي است. لازم است اين آزمايش‌ها با توجه به اوضاعجوي پيش بيني شده، روش و امكانات عملي ساخت بتن، و با استفاده از مصالح مصرفي كارگاهانجام پذيرد. پارامترهايي كه انتظار مي‌رود در اثر به كار بردن كاهنده آب در طرح اختلاطبتن تغيير‌كنند عبارتند از: مقدار هوا، رواني، آب انداختگي، جداشدگي، زمان و روند گيرش،و مقاومت‌هاي مکانيکي.

قبل از شروع كاراصلي بهتر است تعداد كافي طرح اختلاط در آزمايشگاه كارگاه، تهيه و آزمايش گردد و باثبت و مقايسه آنها طرح‌هاي بهينه براي اجرا برگزيده شوند. اگرچه راهنمايي‌هاي بسيارمفيدي در آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران براي كاربردافزودني‌هاي شيميايي وجود دارد ولي اغلب آنها در شرايط استاندارد و آزمايشگاهي كنترلشده  نتيجه گيري شده‌اند. بنابراين بهتر استضمن پيروي از آنها اقدام به انجام آزمايش‌هاي كارگاهي نزديك به شرايط واقعي كاربرديدر كارگاه كرد.

همواره لازم استطرح اختلاط اين گونه بتن‌ها مجدداً بررسي شود چنانچه يك طرح بتن داراي كارآيي و قابليتپرداخت مناسب باشد و بخواهيم به آن افزودني كاهنده آب بيافزاييم، مقادير آب، سيمانو يا مقدار هوا تغيير مي‌كند و باعث تغيير در حجم كل بتن مي‌شود. در اينگونه موارد براي جبران كاهش حجم كل، بايستي به اندازهمقادير كاهش يافته آب و سيمان، مقادير متناسبي از سنگدانه‌ها به بتن اضافه گردد تانسبت سنگدانه‌هاي درشت به حجم كل بتن ثابت بماند. روش طراحي و تنظيم مخلوط‌ها  در ACI  211.1 شرح داده شده است.

با توجه به اينكهاغلب افزودني‌هاي كاهنده آب، مواد محلول در آب هستند لازم است در هنگام محاسبه آب اختلاطو نسبت آب به سيمان، مقدار آب موجود در اين افزودني‌ها محاسبه و معادل آن از آب اختلاطكاسته شود ولي بخش جامد آنها كه نسبت به حجم كل بتن بسيار ناچيز هستند معمولا ناديدهگرفته مي‌شوند.

مخازن نگهداريافزودني‌ها بايد به آساني قابل شناسايي بوده و محلول‌ها در برابر آلودگي، تبخير، رقيقشدن، دماي بسيار بالا و يخ‌زدگي، محافظت شوند. توجه به زمان انبارداري هر افزودني براساستوصيه توليدكننده آن ضروري است. اختلاط دو يا چند افزودني با هم مجاز نمي‌باشد مگراينكه سازگاري آنها با يكديگر قبلاً توسط توليدكننده بلامانع اعلام شود، در غير اينصورت بايستي افزودني‌ها به طور جداگانه پيمانه و به مخلوط اضافه گردند. مثلاً ممكناست يك روان‌كننده با يك هوازا با هم سازگاري نداشته باشند و هركدام در مخازن جداگانهنگهداري و با فاصله زماني مناسب وارد مخلوط كن بتن شوند.

با توجه به اينكهاين افزودني‌ها معمولا در مقادير بسيار كم و بر اساس نسبتهای كوچک سيمان مصرف مي‌شوند،لازم است لوازم اندازه‌گيری دقيقی برای پيمانه كردن آنها در كارگاه فراهم شده و درضمن آموزش‌های لازم در مورد حساسيت و تاثيرات منفی احتمالی ناشی از مصارف نادرست بهكاربران داده شود.

2-12 - ارزيابيو انتخاب كاهنده آب

عملكرد افزودني‌هااز هر نوع و طبقه با يكي از شيوه‌هاي زير بررسي مي‌شوند. اين شيوه‌ها ممكن است به تنهاييو يا تواماً  در تشخيص و انتخاب يك افزودنيمورد توجه قرار گيرند.

1)  نتايج حاصل از كاربرد موفقيت آميز يك افزودني در كارهاي مشابه قبلي كه تحت شرايط كنترلشده كارگاهي انجام شده باشد. در اين روش بايستي تا حد امكان شرايط كار و مصالح مرجعانتخابي شبيه به شرايط كارگاه باشد.

2 ) انجام آزمايش‌هایكارگاهی با مصالح و شرايط موجود در محل كارگاه.

3) كتب و نشرياتفني و اطلاعات ارايه شده از سوي توليدكننده‌ها.

با استفاده ازروشهاي فوق محدوده مقادير مصرفي و حد بهينه آن تعيين مي‌شود و اثرات احتمالي ناشي ازمصرف بيش از حد مورد بررسي قرار مي‌گيرد ولي لازم است اطلاعات كاملي از عملكردهاي قبلييك افزودني و نتايج آن كه بيانگر محدوده مقادير مصرف باشد در اختيار مصرف كننده قرارگيرد. بديهي است كه نتايج تاثير يك افزودني معين بر روي انواع سيمان، مقدار سيمان،نوع سنگدانه‌ها، شرايط آب و هوا و شرايط ساخت بتن متفاوت است ولي محدوده تعيين شدهاز سوي توليدكننده مي‌تواند ملاك سنجش در هر كارگاهي قرارگيرد.

از آنجايي كه اينافزودني‌ها عموماً مقاومت‌هاي بتن را افزايش مي‌دهند و اين فرصت را فراهم مي‌آورندكه مقدار سيمان كمتري مصرف شود، علاوه بر ايجاد صرفه جويي اقتصادي در طرح مي‌توانندحرارت آبگيري را كاهش دهند كه بخصوص در بتن ريزي‌هاي حجيم بسيار مؤثر است.  توجه شود كه استفاده از کاهنده‌هاي آب به خودي خودباعث كاهش حرارت آبگيري نمي‌شود بلكه كاهش مقدار سيمان اين امر را ميسر مي‌سازد. بااستفاده از روان‌كننده كندگير مي‌توان با اصلاح زمان گيرش حرارت‌زايي بتن را در سنيناوليه کاهش داد.

براي توليد بتن‌هايیبا مقاومت زياد ( بيشتر از PSI 6000  يا MPa 41 ) مي‌تواناز فوق روان‌کننده و يا فراروان‌كننده با خاصيت كندگيری در مقادير زيادتر استفاده نمودكه هم باعث كاهش بيشتر آب مي‌گردد و هم تاخيري كه درگيرش بتن بوجود مي‌آيد، موجب آرامشدر روند كسب مقاومت  اوليه مي‌شود، بتن‌هاييكه به آرامي‌كسب مقاومت اوليه مي‌كنند عموماً داراي مقاومت‌هاي دراز مدت بيشتري هستند.استفاده از روان‌كننده  كندگير در مقادير زيادممكن است گيرش بتن را دچار مشكل نمايد بتن‌هاي حاوي افزودني زودگير كننده، سريعتر بهمقاومت‌هاي  اوليه دست پيدا مي‌‌كنند ولي مقاومت‌هايدراز مدت آنها از رشد كمتري برخوردار است.

در طراحي بتن‌هايتوانمند استفاده از فوق‌روان‌كننده‌ها و فرا روان‌کننده‌ها پيشنهاد مي‌گردد كه مي‌توانآنها را  در مقادير زيادتر و بدون تاثيرات جانبينامطلوب مصرف نمود ولي بدليل افت سريع كارآيي در اين گونه بتن‌ها همواره توصيه مي‌شودكه اين افزودني‌ها در محل مصرف  به بتن اضافهگردند.

آيين نامه‌هايمعتبر و استاندارد‌هاي ساختماني ايران، مشخصات افزودني‌هاي كاهنده آب و روش ارزيابيآنها در شرايط استاندارد و كنترل شده از قبيل دما، مقدار سيمان، كارآيي، مقدار هوايموجود و سنگدانه‌هاي دانه‌بندي شده را تعيين نموده‌اند. اين آيين نامه‌ها همچنين حداقلتغييراتي كه اين افزودني‌ها در كاهش مقدار آب، كسب مقاومت، محدوده زمان گيرش، جمع شدگي،و پايداري در برابر يخ زدگي و ذوب به وجود مي‌آورند را معين مي‌كنند ولي اكثر كاهنده‌هايآب قادرند بهتر از حداقل‌هاي خواسته شده در آيين‌نامـه‌ها كيفيت بتن را بهبود بخشند.به عنوان مثال برخي از روان‌كننده‌ها توانايي كاهش آب بتن به ميزان بيش از 12 درصدرا دارند و فوق‌روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌ها در برخي موارد تا بيش از 30 درصدآب مصرفي را كم مي‌كنند.

 2-13 - كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابتبودن يك افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شدهو برابري آن با آزمايش‌هاي اوليه به اثبات برسد. آزمونهاي لازم براي شناسايي و تاييدافزودني‌ها شامل: تعيين درصد جامد، غلظت ظاهري، طيف سنجي براي مواد آلي، مقدار كلرايد،درجه قليايي ( pH )، و برخي مواردديگر مي‌باشند. آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران راهنمايي‌هايلازم براي تعيين يكنواختي افزودني‌هاي شيميايي را به تفصيل بيان نموده‌اند. اگرچه باكنترل رنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت و مقدار pH مي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاه را تاييد يارد كرد.

انواعافزودنی های شیمیایی بتن ، کاربرد ، مزایا و معایب آنها

1-کليات

افزودني[1] ماده‌اي به غير ازسيمان پرتلند، سنگدانه، و آب است که به صورت پودر (گَرد) يا مايع (آبکی)، به عنوانيکي از مواد تشکيل‌دهنده بتن و براي اصلاح خواص بتن، کمي قبل از اختلاط، در حيناختلاط و يا قبل از ريختن به آن افزوده مي‌شود^[1]. به عبارت ديگر،افزودني‌ها اجزايي از بتن به غير از سيمان هيدروليکي، آب، سنگدانه‌ها و اليافهستند كه براي اصلاح و بهبود خواص بتن و ملات تازه و سخت‌شده، به بتن افزوده مي‌شوند^[2]. افزودني‌هاي بتن بهدو گروه مواد افزودني شيميايي و معدني تقسيم مي‌شوند.

 افزودني‌هاي شيميايي[2] از فرآوري، ترکيب ياآميزه‌کاري مواد آلي و معدني در يک فرآيند شيميايي به دست مي‌آيند و در حالتهايپودر يا مايع و در مقاديرکم معمولا تا حداکثر 5 درصد وزن مواد سيماني در زمان ساختو اختلاط و يا درست پيش از ريختن بتن، به مخلوط اضافه مي‌شوند.

افزودني‌هاي معدني[3] که يا به طور طبيعييافت مي‌شوند و يا از محصولات جانبي صنعتي هستند، به سه دسته مواد خنثي، پوزولان‌ها،و مواد شبه سيماني تقسيم مي‌شوند^[1] و براي بهبود و اصلاحخواص مخلوط‌هاي سيماني در مقادير مصرف عموما بيشتر از 5 درصد وزن سيمان و در زماناختلاط به بتن افزوده مي‌شوند.

گستره اين نشريه(نوشتار) دربرگيرنده افزودني‌هاي شيميايي بتن است و بررسي مواد افزودني معدني بهديگر نشريه‌هاي انجمن بتن ايران واگذار شده است. 

1-1-اندرکنش بتن و افزودني‌هاي شيميايي

افزودني‌هاي شيميايي بامواد سيماني در حال هيدراته شدن اندرکنش نشان مي‌دهند و بر اساس نوع عملکردشان بهسه رده مواد افزودني با عملکرد فيزيکي، شيميايي، و فيزيکي- ‌‌شيميايي تقسيم مي‌شوند^[3].

مواد افزودني با عملکردفيزيکي آن رده از افزودني‌هاي شيميايي هستند که در فرآيند واکنش آبگيري[4] سيمان تاثير مستقيمندارند گو اينکه ممکن است بر روند و آهنگ آن تاثير بگذارند. اين افزودني‌ها عموماتا پيش از گيرش اوليه بتن، تاثير و کارکرد خود را نشان مي‌دهند و تاثير آنها پس ازگيرش، در بتن سفت‌شده و سخت‌شده ادامه نمي‌يابد^[3]. از جمله اين افزودني‌هامي‌توان به کاهنده‌هاي آب، هوازاها، گازسازها، کف‌زاها، هوازُداها، ضد آب‌شستگي‌ها،آسان‌کننده‌هاي پمپاژ، رنگ‌بخش‌ها، و پيوندزاها اشاره کرد.

مواد افزودني با عملکردشيميايي يا در فرآيند و روند واکنش آبگيري سيمان پيش از گيرش تاثير مي‌گذارند و ياريزساختار محصولات آبگيري را پيش و پس از گيرش، دستخوش تغيير مي‌کنند. بنابراينواکنش افزودني‌هاي شيميايي علاوه بر زمان پيش از گيرش، ممکن است در مراحل سخت‌شدگيبتن نيز ادامه يابد^[3]. کُندگيرکننده‌ها،زودگيرکننده‌ها، زودسخت‌کننده‌ها، منبسط‌کننده‌ها، کنترل‌کننده‌هاي واکنش آبگيري،و ناگيرکننده‌ها در زمره افزودني‌هاي با عملکرد شيميايي هستند.

مواد افزودني با عملکردفيزيکي- ‌‌شيميايي اگرچه در فرآيند واکنش شيميايي آبگيري سيمان دخالتي نمي‌کنندولي با وارد کردن مواد شيميايي ويژه به درون بتن، برخي از واکنش‌هاي شيميايي يارفتارهاي فيزيکي بتن سخت‌شده را در آينده کنترل مي‌کنند^[3]. بازدارنده‌هايخوردگي، کاهنده‌هاي انبساط واکنش قليايي سيليسي، نم‌بندها، کاهنده‌هاي تراوايي،قارچ‌کُش‌ها، ميكروب‌كش‌ها، و حشره‌كش‌هادر اين رده از افزودني‌ها قرار مي‌گيرند.

1-2-دسته‌بندي‌افزودني‌هاي شيميايي

افزودني‌هاي شيميايي براساس نوع تاثير و کارکرد اصلي که در بتن دارند به هفت دسته کلي تقسيم مي‌شوند.

دسته 1 - کاهنده‌هايآب

افزودني‌هاي كاهندهبراي افزايش رواني بتن در مقدار آب معين، يا كاهش مقدار آب مصرفي با حفظ رواني، ياهر دو به كار مي‌روند و شامل روان‌کننده‌ها، فوق روان‌کننده‌ها، و فراروان‌کننده‌هامي‌شوند.

 دسته 2 – هوازا

افزودني است که در حيناختلاط، ساختاري همگن از ريزحباب‌هاي ناپيوسته در بتن، ملات، يا خمير سيمان پديدمي‌آورد و باعث بهبود کارآيي (کارپذيري) و افزايش پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدنو آب‌شدن مي‌شود.

دسته 3 - کُندگيرکننده‌ها

کُندگيرکننده‌ها باکُندکردن روند آبگيري سيمان، گيرش بتن را به تاخير مي‌اندازند و شامل ديرگيرکننده‌هاو ناگيرکننده‌ها مي‌شوند.

دسته 4 – شتاب‌دهنده‌ها(تسريع‌کننده‌ها)

شتاب‌دهنده‌ها (تسريع‌کننده‌ها)با تندکردن روند آبگيري سيمان موجب زودگيري، زودسخت‌شدگي، يا هر دو مي‌شوند. شتاب‌دهنده‌هاشامل زودگيرکننده‌ها، آني‌گيرها، و زودسخت‌کننده‌ها هستند.

دسته 5 - منبسط‌کننده‌ها

منبسط‌کننده‌ها برايافزايش حجم در بتن (ملات) تازه، جبران جمع‌شدگی بتن (ملات) سخت‌شده، يا ايجادانبساط کنترل شده در بتن (ملات) سخت‌شده به کار مي‌روند. اين افزودني‌هادربرگيرنده شامل جبران‌کننده‌هاي جمع‌شدگي، گازسازها، و کف‌زاها هستند.

دسته 6  - پاياگر‌ها (دوام‌‌بخش‌ها)

پاياگرها با کاستن ازدرون‌رفت (نفوذ) عوامل زيان‌آور، پايش (محافظت) ميلگردها، يا کنترل واکنش‌هايزيانبار، پايايي بتن سخت‌شده را بهبود مي‌بخشند. کاهنده‌هاي تراوايي، نم‌بندها،بازدارنده‌هاي خوردگي، و کاهنده‌هاي انبساط واکنش قليايي سيليسي در اين دسته ازافزودني‌ها جاي مي‌گيرند.

دسته 7 - افزودني‌هايخاص

افزودني‌هاي خاص دسته‌اياز افزودني‌هاي شيميايي با کاربرد ويژه و محدود هستند. ضديخ‌ها، رنگ‌بخش‌ها،هوازداها، آسان‌کننده‌هاي پمپاژ، ضد آب‌شستگي‌ها، کنترل کننده‌هاي واکنش آبگيري،پيوندزاها (لاتکس)، قوام‌بخش‌ها نمونه‌هايي از افزودني هاي خاص هستند.

1-3-کارکرد ‌افزودني‌هاي شيميايي

هرماده افزودني‌ با کارکرد اصلي آن تعريف و گروه‌بندي مي‌شود. کاركرد اصلي يك مادهافزودني عمده‌ترين اثر مورد انتظاري است كه بر بتن دارد و بيانگر عملکرد شاخص آنافزودني است. کاركرد فرعي، اثر يا اثراتي است كه ماده افزودني در مقياس كوچك‌تر ازکاركرد اصلي بر بتن مي‌گذارد. برخي از افزودني‌ها ممکن است چند منظوره باشند و برچند خاصيت بتن تازه يا سخت‌شده تاثير بگذارند. براي نمونه، کاهنده‌هاي آب کُندگيرعلاوه بر کاهش مقدار آب، موجب کُندگيري بتن نيز مي‌شوند.

نکته1-1- برخي از افزودني‌ها ممکن است داراي اثرات جانبي باشند. ‌به طور مثال کارکرداصلي افزودني‌هاي كاهنده آب، كاهش آب بتن است ولي ممکن است اثراتجانبي کُندگيري يا هوازايي نيز داشته باشند. اثر جانبيتاثير ناخواسته و در مواردي حتي نامطلوبي است که افزودني بر ويژگي‌هاي بتن دارد وبايد به خاطر داشت که با کارکرد فرعي تفاوت دارد.

نکته 1-2 - گسترشروزافزون افزودني‌ها و کاربردهاي موثر آن‌ها ممکن است به پيدايش افزودني‌هاي جديديبيانجامد که در اين دسته‌‌بندي هفت‌‌گانه جاي نگيرند. در چنين مواردي نقش آيين‌نامه‌ها،دستورالعمل‌ها و مشخصات فني خاص که از طرف توليدکنندگان و يا مجامع علمي ‌معتبربين‌المللي صادر مي‌شوند جايگاه ويژه‌اي براي ارزيابي و پذيرش اين افزودني‌ها بهخود اختصاص مي‌دهند و معياري براي سنجش اين نوع مواد به شمار مي‌آيند.

1-4-دلايل و مزاياي استفاده از افزودني‌هاي شيميايي

بتن بايد همگن، كارآ،پرداخت‌پذير، مقاوم، پايا، و کم‌تراوا باشد. در بسياري از موارد با انتخاب مصالح ونسبت اختلاط مناسب و به کاربستن روش‌ها و استفاده از تجهيزات مناسب و افرادکارآزموده مي‌توان به اين ويژگي‌ها دست يافت. بهره‌گيري از افزودني‌هاي شيميايي درکنار مزاياي بيشماري که دارند، دستيابي به اين ويژگي‌ها را امکان‌پذيرتر و آسان‌ترخواهد کرد. در اين راستا، مهمترين دلايل و مزاياي استفاده از افزودني‌هاي شيمياييرا مي‌توان به شرح زير دسته‌بندي کرد.

1-4-1 - كاهش هزينه ساخت و ساز

کاربرد افزودني‌ها مي‌تواندموجب صرفه‌جويي‌هاي گوناگوني گردد و علاوه بر جبران هزينه‌هاي ناشي از خريدافزودني، امتيازات اقتصادي نيز به همراه داشته باشد. کاهش هزينه‌هاي ساخت و ساز بهسه دسته صرفه‌جويي مستقيم، غيرمستقيم، و نهان تقسيم مي‌شوند.

صرفه‌جويي مستقيم آنبخش از کاهش هزينه‌ها است که به آساني قابل محاسبه و سنجش است. از جمله اين صرفه‌جويي‌هامي‌توان به ‌کاهش مقدار سيمان و آب، افزايش بهره‌وري نيروي انساني، کم‌شدن زماناجرا، سهولت و افزايش راندمان عمليات بتني، فراهم کردن امکان استفاده از سنگدانه‌هاو مصالح در دسترس، سهولت انتقال و ريختن بتن، سرعت بخشيدن در بازکردن قالب و سهولتدر بسياري ديگر از موارد اجرايي اشاره کرد.

صرفه‌جويي غيرمستقيم،کاهش هزينه‌هاي حاصل از بهبود کيفيت بتن، افزايش مقاومت‌هاي مکانيکي، اطمينان ازيکنواختي توليد، کاهش مشکلات و کاستي‌هاي هنگام اجرا، کاهش يا حذف دوباره کاري‌ها،بهبود شکل ظاهري و کاهش تعميرات سطوح بتني، و موارد بيشمار ديگري را دربرمي‌گيرد.

صرفه‌جويي نهاندربرگيرنده کاهش هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري است. از جمله اين موارد مي‌توان به کاهشاستهلاک تجهيزات و ماشين‌آلات، کاهش احجام و ابعاد اعضاي سازه، امکان طراحي‌هايمتنوع، استفاده بهينه از زمين با طراحي سازه‌هاي بلندتر، و امکان حذف نماسازياشاره کرد.

هر يک از افزودني‌هاممکن است تنها يک يا چند مزيت اقتصادي را به ارمغان آورند که بايستي در هنگاممحاسبه هزينه‌هاي صرفه‌جويي شده مورد ارزيابي قرار گيرند.

1-4-2 –تنظيم و بهبود ويژگي‌هاي بتن

اگرچه با انتخاب مصالحو نسبت اختلاط مناسب مي‌توان به بسياري از خواص مورد نظر بتن دست يافت ولي تنظيم ودستيابي به برخي از خواص بتن تازه و سخت‌شده با استفاده از افزودني‌ها، كارآمدتر،اقتصادي‌تر، و موثرتر از هر روش ديگري است. با استفاده از افزودني‌هاي شيميايي مي‌توانخواص بتن تازه را متناسب با شرايط اجرايي و محيطي تنظيم و ويژگي‌هاي بتن سخت‌شدهرا مطابق با ضوابط فني و شرايط بهره‌برداري اصلاح کرد.

خواصي از بتن تازه راکه مي‌توان با استفاده از افزودني‌هاي شيميايي تنظيم کرد عبارتند از: افزايشکارآيي بدون مصرف آب اضافي، کاهش آب مصرفي بدون کاهش در کارآيي، تسريع و ياکندکردن گيرش اوليه و نهايي، ايجاد انبساط جهت جبران جمع‌شدگي، کاهش آب انداختن،حفظ قوام، کاهش جداشدگي دانه‌ها، بهبود پمپ‌شوندگي، اصلاح روند افت اسلامپ، وکنترل روند گرمازايي در سنين اوليه.

آن دسته از ويژگي‌هايبتن سخت شده را که مي‌توان با استفاده از افزودني‌هاي شيميايي اصلاح کرد يا بهبودبخشيد عبارتند از: تسريع و يا تاخير در روند کسب مقاومت، افزايش مقاومت‌هايمکانيکي، بهبود پايايي، کاهش نفوذپذيري، کنترل انبساط و آسيب‌هاي ناشي از واکنشقليايي، افزايش چسبندگي به فولاد، بهبود چسبندگي بتن جديد به بتن موجود،توليد بتن يا ملات رنگي، و کنترل خوردگي ميلگرد.

 1-4-3 - امکان اجرا در شرايط سخت و دشوار

برخي از افزودني‌هايشيميايي امکان اجرا و ادامه عمليات بتن‌ريزي را، با حفظ کيفيت خواسته‌شده، درشرايط آب و هوايي نامساعد فراهم مي‌آورند. براي مثال با استفاده از روان‌کننده‌هايکندگير مي‌توان بتن را در مسافت‌هاي طولاني حمل يا تا فواصل زياد پمپ کرد؛ قوام‌بخش‌هاو ضد آب‌شستگي‌ها، عمليات بتن‌ريزي در زير آب را آسان‌تر مي‌کنند؛ زودسخت‌کننده‌هاامکان بتن‌ريزي در هواي سرد را فراهم مي‌کنند؛ و با استفاده از فراروان‌کننده‌هامي‌توان بتن را در نقاط با ‌دسترسي کم، مانند زير لوله‌هاي آبرسان به توربين درنيروگاه‌هاي برق‌آبي، بدون نياز به لرزاندن (بتن خودتراکم) اجرا کرد.

1-4-4 - غلبه بر پيشامد‌هاي ناگهاني

در حين عمليات بتن‌ريزي،احتمال رخداد پيشامد‌هاي ناگهاني و پيش‌بيني نشده‌اي مانند گرفتگي لوله‌هاي پمپ،دررفتن قالب، افت ناگهاني دما و ... وجود دارد. با کمک افزودني‌هاي شيميايي مي‌توانبر برخي از اين پيشامدها غلبه کرد. نمونه‌اي از اين دست، استفاده از مواد کنترل‌کننده‌هايآبگيري براي جلوگيري از گيرش و استفاده دوباره بتن ساخته شده در مواردي است کهوقفه‌اي در اجرا پيش مي‌آيد.

1-4-5 - دستيابي به خواص ويژه

برخي از خواص و ويژگي‌هايبتن، هر چقدر هم که در انتخاب مصالح و نسبت اجزاي بتن دقت شود، جز با استفاده ازافزودني‌ها قابل دستيابي نيستند. از جمله اين ويژگي‌ها و خواص منحصر به فرد کهتنها با استفاده از افزودني‌هاي شيميايي به دست مي‌آيند مي‌توان به هوازايي، کف‌زايي،خودتراکمي، زودگيري، زودسخت‌شدگي، کُندگيري، و انبساط‌زايي اشاره کرد.

1-4-6 - هماهنگي با مسايل زيست محيطيو بهداشت کار

کاهش آلودگي‌هاي صوتي،افزايش ايمني و بهره‌وري نيروهاي کار (نيروي انساني)، کاهش گرماي حاصل از اصطکاکتجهيزات و ماشين‌آلات، دور نريختن و استفاده از بتن باقيمانده در ماشين‌آلات براينوبت کاري بعدي (افزودني کنترل‌کننده آبگيري)، عدم نياز به شستشوي تجهيزات بتن‌سازيدر پايان هر نوبت‌کاري و عدم تخليه آب شستشو در محيط (افزودني ناگيرکننده)، ازجمله موارد دوستي با محيط زيست است که با کمک افزودني‌هاي شيميايي قابل دستيابيهستند.

1-4-7 - کمک به توسعه پايدار

کاهش مصرف سيمان از يکسو با صرفه‌جويي در مصرف منابع طبيعي (مواد خام اوليه) و از سوي ديگر با کاهشگازهاي گلخانه‌اي ناشي از توليد سيمان، در راستاي کمک به حفظ محيط زيست و توسعهپايدار است. دستيابي به مقاومت‌هاي زودرس با استفاده از افزودني‌ها و بي‌نيازي بهبخاردهي در روند توليد قطعات پيش‌ساخته که در اصطلاح "بي‌نياز از انرژي"[5] ناميده مي‌شود، بهصرفه‌جويي در مصرف انرژي مي‌انجامد و به توسعه پايدار کمک مي‌کند. بهبود پاياييسازه‌هاي بتني در زمان بهره‌برداري که در اثر استفاده از مواد افزودني به دست مي‌آيدنيز با افزايش عمر مفيد سازه به توسعه پايدار کمک خواهد کرد.

نکته1-3- صرف‌نظر از تمامي موارد گفته شده، بايد به خاطر داشت كه هيچ افزودني را از هرنوع و مقداري كه باشد، نمي‌توان جانشيني براي طرح مخلوط و اجراي مناسب بتن انگاشت.

1-5-مشخصات افزودني‌هاي شيميايي

افزودني‌هاي مصرفيبايستي پاسخگوي نيازها و ضوابط آيين‌نامه بتن و استانداردهاي ملي ايران واستانداردهاي بين‌المللي معتبر مانند AASHTO, ASTM, BS, DIN, EN باشند. اين منابع مشخصات فني،حداقل انتظارات از مصرف، و نحوه تاثيرگذاري هر افزودني را به تفصيل بيان مي‌نمايندو راهنماي بسيار مناسبي براي استفاده افزودني‌ها هستند. در کنار اين استانداردها،توليدکنندگان اين افزودني‌ها همواره مشخصات فني دقيقي از محصولات خود و دامنه مصرفو تاثير آنها در بتن را ارايه مي‌نمايند که در مواردي مي‌توانند راهگشا باشند.اگرچه مشخصات فني ارايه‌شده توسط توليدکنندگان دربردارنده‌ي دامنه مصرف پيشنهاديهستند ولي مقدار مصرف افزودني بايد بر اساس نتايج به دست آمده با مصالح مصرفي درکارگاه موردنظر تعيين شود. برخي از استانداردهاي افزودني‌هاي شيميايي در جدولشماره 1-1 آورده شده است.

1-6-نمونه‌برداري

برايآزمودن، ارزيابي و بازرسي افزودني‌ها بايستي نمونه‌هايي مطابق با دستورالعمل ومشخصات فني از پيش تعيين شده براي هر افزودني، برداشته شوند. چنين نمونه‌هايي بايدبه روش نمونه‌گيري اتفاقي از واحد توليد، بسته‌بندي‌ها يا ظروف بازنشده، يا از محموله‌هاي فله‌اي که تازه واردکارگاه شده‌اند برداشته شوند.

1-7-آزمودن

موادافزودني با اهداف زير آزموده مي‌شوند:

الف-تعيين مطابقت با مشخصات فني.

ب-ارزيابي تاثير افزودني روي خواص بتن ساخته شده با مصالح كارگاهي تحت شرايط محيطي وروش‌هاي اجرايي مورد انتظار (پيش‌بيني شده).

پ-کنترل کيفيت و اطمينان از يکنواختي محموله‌هاي متعدد وارده به کارگاه.

ت-آشکارشدن هر گونه ناسازگاري افزودني با اجزاي تشکيل دهنده بتن، به ويژه سيمان، وپديدار شدن هر گونه اثر نامطلوب افزودني بر روي بتن.

توليدكنندهمواد افزودني ملزم است گواهي نمايد كه هر محموله‌ي جداگانه با استانداردهاي ملي ايران يابا مشخصات فني ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر بين‌المللي پذيرفته شده درپروژه مطابقت دارد. مشخصات فني ارايه شده از سوي توليدکننده بايستي بيان‌کننده توانايي‌ها ومحدوديت‌هاي کاربرد هر افزودني باشد.

شيوه‌هاو دستورالعمل‌هاي كنترل كيفيت که توسط توليدكنندگان مواد افزودني به کار مي‌روندبايد تضمين‌کننده يكنواختي محصول توليدي و مطابقت آن با ضوابط و ديگر شرايطاستانداردهاي ملي ايران يا با مشخصات فني ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر بين‌الملليباشند. از آن‌جا كه روش‌هاي آزمايش و شيوه‌هاي کنترل کيفيت مورد استفاده توليدکنندگان ممكن است بر اساس خواص يك محصول ويژه پايه‌گذاري شوند، نمي‌توانند برايكاربرد عمومي يا استفاده توسط مصرف‌کنندگان به کار روند.

گواينکه استانداردهاي ملي ايران يا ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر و بين‌الملليدستورالعمل گام به گام با ارزشي براي ارزيابي و انتخاب مواد افزودني فراهم مي‌كنند،بايد پيش از توليد بتن و استفاده مداوم از افزودني‌ها در توليد بتن، آزمايش‌هاييكه نشان دهنده عملكرد افزودني در شرايط کارکرد واحد بتن‌ساز همراه با مصالح مورداستفاده در ساخت بتن باشند انجام گيرد. يکنواختي و ناپراکندگي نتايج مربوط به هرويژگي مورد نظر افزودني يا بتن، به همان اندازه‌ي ميانگين اين نتايج داراي اهميتاست.

نکته 1-4- نتايج حاصلهاز مصرف يک افزودني در يک کارگاه به معناي ويژگي مطلق آن افزودني نمي‌باشد و نمي‌تواناين نتايج را به ساير کارگاه‌ها تعميم داد و حتي تغييرات در نوع سيمان، سنگدانه‌ها،يا روش‌هاي بتن‌ريزي نيازمند تکرار آزمايش‌ها مي‌باشد.

نکته 1-5- پس ازاطمينان از عملکرد يک افزودني در مراحل آزمايشگاهي، لازم است عملکرد آن در احجامواقعي ساخت بتن و در دستگاه بتن‌ساز نيز آزمايش و ارزيابي شود و در هنگام بتن‌ريزيبا انجام نمونه‌گيري‌هاي منظم از يکنواختي بتن‌هاي توليد شده اطمينان حاصل گردد.

1-8-ارزيابي افزودني‌ها

ازآنجا که ترکيبات و ويژگي‌هاي مواد سيماني، آب و سنگدانه و نيز نسبت اختلاط آنهاتاثير به سزايي بر کارکرد افزودني‌ها دارند، ارزيابي هر افزودني بايد بر اساسنتايج بدست آمده با مصالح مصرفي کارگاه انجام گيرد.

درارزيابي يك ماده افزودني، تاثير آن روي حجم مخلوط بايد در نظر گرفته شود. اگراضافه كردن ماده افزودني بازده حجمي[6]مخلوط را تغيير دهد، همان‌گونه كه اغلب پيش مي‌آيد، تغيير در خواص بتن تنها بهدليل تاثيرات مستقيم افزودني نخواهد بود و مي‌تواند ناشي از تغيير در نسبت اجزايتشکيل‌دهنده بتن نيز ‌باشد. در چنين مواردي ماده افزودني بايد مانند مواد سيماني،سنگ‌دانه و آب به عنوان يكي از اجزاي تشکيل‌دهنده بتن در طرح اختلاط به شمار آيد.

چنانچهدر بتن بيش از يک افزودني استفاده شود، ممکن است بر کارکرد يکديگر تاثير بگذارند.براي نمونه، در بتن داراي افزودني هوازا، استفاده از روان‌کننده مي‌تواند راندمانهوازا را افزايش دهد در حالي که برخي از فراروان‌کننده‌ها باعث کاهش راندمان آن مي‌شوند.در ارزيابي افزودني‌ها بايد تاثير متقابل آنها بر کارکرد يکديگر، بررسي و در نظرگرفته شود.

عواملمحيطي مانند دما و رطوبت تاثير چشمگيري بر رفتار بتن و بر کارکرد افزودني‌هادارند. مواد افزودني كه کاركرد آنها در دماهاي معمول شناخته شده است ممكن است دردماهاي خيلي زياد يا خيلي كم، کاركرد بسيار متفاوتي داشته باشند. کاركرد هر مادهافزودني را بايستي در شرايط محيطي مورد انتظار در زمان اجرا ارزيابي کرد و بهنتايج آزمايشگاهي که در دماهاي استاندارد انجام مي‌شوند، بسنده نکرد.

درارزيابي کارکرد مواد افزودني بايد شرايط اجرايي مانند چگونگي و زمان اختلاط، نحوهو زمان حمل، دماي بتن تازه، چگونگي ريختن و پخش‌کردن بتن، نحوه متراکم‌کردن وپرداخت کردن بتن، و روش عمل‌آوري در نظر گرفته شوند زيرا هر يک از اين موارد مي‌توانندبر کارکرد افزودني تاثير بگذارند. براي نمونه، اختلاط بيش از اندازه باعث کاهشراندمان هوازاها مي‌شود.

زمانو نحوه افزودن مواد افزودني به مخلوط بتن نيز بر کارکرد آنها اثر مي‌گذارد کهبايستي در ارزيابي آنها مورد توجه قرار گيرد. براي نمونه، چنانچه افزودني‌هايكاهنده آب را به مخلوط خشک سيمان و سنگدانه افزود راندمان آنها به شدت کاهش مي‌يابددر حالي که اگر آنها را بعد از افزودن بخشي از آب اختلاط و تشکيل خمير سيمان بهبتن اضافه كرد، کارکرد بهتري خواهند داشت.

درارزيابي اقتصادي هر افزودني بايستي افزايش هزينه ناشي از تهيه، حمل، نگهداري وافزودن آن را در کنار صرفه‌جويي‌هاي اقتصادي که افزودني در اجراي عمليات بتني بههمراه دارد مورد بررسي و توجه قرار داد.

اگرچه کارکرد و تاثيراصلي يک ماده افزودني بر روي خواص بتن تازه و سخت شده معمولا ملاک اصلي ارزيابي وانتخاب افزودني است ولي مزيت‌هاي جنبي هر محصول نيز قابل توجه توليدکنندگان بتنآماده، پيمانکاران، مجريان و کارفرمايان مي‌باشد و از اهميت ويژه‌اي برخوردار است.از جمله اين مزيت‌ها مي‌توان به خواصي چون کارآيي (کارپذيري)، سهولت پمپاژ و قالب‌پذيري،پرداخت سطح، کسب مقاومت‌هاي زودرس، استفاده سريع‌تر از قالب‌ها، شکل ظاهري سطوحبتني و حذف و يا کاهش زمان لرزاندن اشاره نمود.

براي کنترل کيفيتافزودني‌ها، علاوه بر يکنواختي مشخصات ظاهري، يکنواختي عملکرد آن‌ها بر بتن نيزبايستي مورد ارزيابي قرار گيرد.

1-9-ملاحظاتي در مصرف مواد افزودني

موادافزودني بايد با استانداردهاي ملي ايران يا ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر بين‌الملليمطابقت داشته باشند. علاوه بر اين بايد دستورالعمل‌ها و توصيه‌هاي ارايه شده ازطرف توليدکننده مواد افزودني مورد توجه دقيق قرار گيرند. اثرات يک ماده افزودنيبايد تا آنجا که ممکن است با استفاده از مصالح مصرفي مورد نظر و در شرايط کارگاهيارزيابي شود. اين موضوع وقتي اهميت ويژه پيدا مي‌كند كه:

• ماده افزودني پيش از اين با مصالح مورد نظر يا ترکيب آنها استفاده نشده باشد؛
• استفاده از انواع ويژه مواد سيماني مورد نظر باشد؛
• بيش از يك نوع افزودني مصرف شود؛ يا
• اختلاط و بتن‌ريزي در دماهاي خارج از محدوده‌اي كه معمولاً براي بتن‌ريزي توصيه مي‌شود، انجام گيرد.

افزونبر اين، استفاده از افزودني‌ها ممکن است نيازمند اصلاحاتي در طرح اختلاط بتن باشدکه از آن جمله مي‌توان به تغيير در نوع يا مقدار سيمان، تغيير در نوع يا دانه‌بنديسنگ‌دانه، يا اصلاح نسبت اختلاط اشاره کرد. با تنظيم مقدار آب و مواد سيماني مخلوطو اصلاح نوع و طول زمان اختلاط، اثرات برخي از مواد افزودني به‌طور چشمگيري بهبودمي‌يابند.

بسيارياز افزودني‌ها بيش از يك خاصيت بتن را تحت تاثير قرار مي‌دهند و حتي ممکن است رويخواص مطلوب تاثير نامطلوبي بگذارند. افزودني‌هايي كه خواص بتن تازه را اصلاح مي‌کنندممكن است موجب سفت شدن زودهنگام يا كندگيري بيش از اندازه بتن شوند و مشکلاتي پديدآورند. با بررسي چگونگي تاثير افزودني‌ها روي مواد سيماني مورد مصرف، مي‌توان بهدلايل رفتارهاي گيرشي ناهنجار پي برد. سفت شدن زود هنگام اغلب به دليل تغيير درروند واكنش بين تري‌كلسيم‌آلومينات و يون سولفات موجود رخ مي‌دهد. کندگيري بيش ازاندازه مي‌تواند ناشي از به تاخير افتادن آبگيري سيليكات كلسيم به دليل استفادهبيش از اندازه افزودني‌ يا كاهش دماي محيط اطراف باشد.

ازملاحظات مهم ديگر در استفاده از مواد افزودني مي‌توان به محدوديت مقدار مجاز يونكلر در بتن اشاره کرد. اين محدوديت‌ها در آيين‌نامه‌ بتن ايران داده شده است.معمولاً اين محدوديت‌ها به صورت حداكثر درصد يون كلر نسبت به جرم (وزن) سيمان بيانمي‌شوند، اگرچه گاهي مقدار يون کلر "حل‌شونده در آب" موجود در بتن نيزملاک سنجش قرار مي‌گيرد. صرف‌نظر از آن‌كه اين حد چگونه تعيين مي‌شود، مصرف كننده بايد ميزان يونكلر موجود در افزودني را بداند تا در هنگام تعيين نوع و مقدار مصرف افزودني، حدودتعيين شده براي مقدار يون کلر را زيرپا نگذارد.

نکته 1-6 - استفادهكننده بايد آگاه باشد كه حتی با فرض نبودن يون کلر در ساختار يک افزودنی شيميايی،همواره احتمال وارد شدن يون کلر از طريق آب مصرفی برای توليد افزودنی مايع وجوددارد، زيرا افزودني‌ها اغلب به كمك آب ساخته‌ مي‌شوند كه حاوي مقادير كم ولي قابلاندازه‌گيري يون كلر هستند. بنابراين در برخورد با اصطلاحاتي نظير "بدون كلر[7]" بايد احتياطکرد.

1-10-آماده‌سازي افزودني‌ها

موادافزودني رايج در بازار به صورت مايعات يا پودرهاي بسته‌بندي‌شده ارايه مي‌شوند.برخي از اين افزودني‌ها، مانند کاهنده‌هاي آب و زودگيرکننده‌هاي مايع، آماده مصرفهستند و به طور مستقيم در مرکز بتن‌ساز به مخلوط يا در پاي کار به بتن افزوده مي‌شوند.برخي ديگر از افزودني‌ها پيش از افزوده‌شدن به مخلوط، نيازمند آماده‌سازي هستند.آماده‌سازي افزودني‌ها پيش از مصرف شامل رقيق‌سازي يا مايع‌سازي (ترکيب با آب)است.

1-10-1- رقيق‌سازي

باتوجه به ساختار و دقت ابزار و تجهيزات پيمانه و اضافه‌کردن مواد افزودني مرکز بتن‌ساز،در مواردي لازم است که غلظت برخي از افزودني‌هاي مايع کاهش يابد. گاهي براي کاهشهزينه‌هاي بسته‌بندي و حمل ممکن است برخي از افزودني‌هاي مايع در غلظت‌هاي بيشتراز آنچه که براي مصرف نياز است عرضه شوند، در چنين مواردي نيز بايستي افزودني بهاندازه کافي رقيق شود تا امکان پيمانه و اضافه کردن آن فراهم آيد.

زمانيکه تمام يا بخشي افزودني در پاي کار به داخل تراک‌ميکسر اضافه مي‌شود، مانندکاهنده‌هاي آب، نيز بهتر است که افزودني با آب رقيق شود تا بهتر و همگن‌تر مخلوطشود.

مقدارمصرف برخي از افزودني‌هاي مايع، مانند هوازاها، بسيار کم است. در اين موارد صرفنظر از غلظت افزودني، براي آن که دقت اندازه‌گيري ابزار و تجهيزات پيمانه کردنمرکز بتن‌ساز جوابگو باشد بهتر است که اين افزودني‌ها را با نسبت مشخص با آب رقيقکرد.

نکته1-7 –در تمامي موارد رقيق‌سازي بايستي آب اضافه‌شده به افزودني را در طرح اختلاط و ساختبتن در نظر گرفت و توصيه‌هاي توليدکننده افزودني را به کار بست.

1-10-2 – مايع‌سازي (ترکيبکردن با آب)

برخياز افزودني‌هاي شيميايي مانند بعضي از زودسخت‌کننده‌ها و روان‌کننده‌ها، براي کاهشهزينه حمل و انبارداري و افزايش ماندگاري[8]،به صورت پودرهاي "حل‌شونده در آب" عرضه مي‌شوند و بايستي در کارگاه باآب ترکيب شوند تا به صورت مايع آماده مصرف درآيند. اين کار مستلزم نصب ماشين‌آلاتمناسب، به کارگيري نيروی انسانی مجرب، و رعايت دقيق دستورالعمل‌های توليدکننده جهتتوليد افزودنی با غلظت و درصد جامد مناسب مي‌باشد.

درتوليد انبوه کارگاهی، بي‌توجهي به نسبت‌های دقيق مواد، يا ناهمخواني دستگاه همزنبا غلظت محصول مي‌تواند مشكلاتی مانند همزدن ناکافی، حل نشدن کامل مواد موثر، ورسوب اجزاي غير محلول پديد آورد. در صورت بروز هر‌گونه مشكل در مورد توليداتکارگاهی رعايت توصيه‌هاي توليدکننده لازم است.

ترکيبکردن و همزدن ماده افزودني پودری با آب بايد در مخزنی جدا از مخزن ذخيره مادهافزودني آماده‌شده كه به پيمانه‌‌ريز[9]متصل است انجام شود. غلظت ماده افزودني ذخيره شده بايد به طور روزانه يا زماني كهماده جديد به آن افزوده مي‌شود كنترل شود. مخزن ذخيره بايد مجهز به يك همزن براينگهداري ماده افزودني به حالت معلق  باشدچون بسياري از محلول‌ها حتی با غلظت كم داراي مقدار قابل توجهي ذرات ريز حل ناشدنيو يا اجزاي فعالي هستند كه ممكن است در اثر سکون مايع رسوب کنند. پيش از پيمانه‌کردنو افزودن (پيمانه‌ريزي) مايع آماده شده بايد از يکنواختي، پخش‌شدگي و معلق بودنذرات جامد اطمينان حاصل شود. 

1-11-پيمانه‌کردن و افزودن

موفقيتو کارآمد بودن استفاده از افزودني‌ها تا حدود زيادي به دقت روش پيمانه‌ريزي و زمانافزودن آنها بستگي دارد. هرگونه خطا و کوتاهي در پيمانه‌ريزي مي‌تواند تاثيراتچشمگيري بر خواص، عملكرد و يكنواختي بتن داشته باشد.

1-11-1 – پيمانه‌ريزيافزودني‌هاي مايع

بيشترمواد افزودني رايج در بازار به صورت مايعات آماده مصرف هستند كه يا در هنگاماختلاط در مرکز بتن‌ساز به مخلوط اضافه يا در پاي کار به بتن افزوده مي‌شوند. برايپيمانه کردن و افزودن اين مواد به مخلوط از دستگاه پيمانه‌ريز استفاده مي‌شود.دستگاه پيمانه‌ريز هم مي‌تواند در مرکز بتن‌ساز نصب و هم روي تراک ميکسر سوار شود.پيمانه‌ريز از تعدادي پمپ، اندازه‌گر، زمان‌سنج، استوانه مدرج و شير تشکيل شدهاست. پيمانه‌ريزها ممکن است بر اساس سنجش جرم (وزن) يا اندازه‌گيري حجم افزودني‌هاکار کنند. مشخصات فني، رواداري دقت، و کارآمدي دستگاه پيمانه‌ريز بايد بااستانداردهاي ايران يا بين‌المللي معتبر مطابقت داشته باشد.

موقعيتتخليه افزودني از مخزن استوانه‌اي مدرج و ريختن آن به داخل ديگ بتن‌ساز بايستي بهگونه‌اي انتخاب شود که تمامي افزودني به بتن در حال اختلاط افزوده شود و از ماليدهشدن به جداره داخلي ديگ و پره‌هاي همزن بتن‌ساز و هدررفتن افزودني جلوگيري شود.بهتر است که ورودي افزودني به ديگ همزن در انتهاي مسير ورودي آب به ديگ نصب شود تابتوان آن را همراه با آب به مخلوط افزود. علاوه بر اين، روند و آهنگ تخليه افزودني‌هااز مخزن استوانه‌اي مدرج دستگاه پيمانه‌ريز بايد قابل تنظيم و به گونه‌اي باشد کهاز يکنواختي توزيع افزودني در مخلوط بتن اطمينان حاصل شود. مخزن استوانه‌اي مدرجبايد تا آنجا که ممکن است نزديک به محل تخليه به ديگ نصب شود. در صورت طولاني بودنمسير تخليه مخزن استوانه‌اي مدرج، احتمال آن که بخشي از افزودني در مسير تخليهباقي بماند و به مخلوط افزوده نشود زياد خواهد بود. در هر حال بهتر است که راهبرمرکز بتن‌ساز تسلط کاملي بر مخزن استوانه‌اي مدرج داشته باشد و با در اختيار داشتنزمان‌سنج برقي در سيستم‌هاي خودکار، يا شير تخليه در سيستم‌هاي نيمه‌خودکار،بتواند زمان تخليه را تنظيم کند تا از تخليه کامل افزودني پيمانه‌شده اطمينان حاصلکند.

درمواردي که بيش از يک افزودني به مخلوط افزوده مي‌شود بايد از درهم آميختن افزودني‌هاپيش از مصرف پرهيز کرد مگر در مواردي که توليدکننده مواد افزودني، آميختن آنها راپيش از مصرف مجاز بداند. در هر حال بهتر است که براي افزودن هر افزودني از دستگاهپيمانه‌ريز جداگانه‌اي استفاده شود.

چنانچههمه يا بخشي از افزودني در پاي کار با استفاده از پيمانه‌ريز سوارشده بر تراک‌ميکسريا پيمانه دستي به بتن ساخته شده افزوده مي‌شود بايستي توصيه‌هاي توليدکنندهافزودني در نظر گرفته شود.

1-11-2 – پيمانه‌ريزيافزودني‌هاي پودري

موادافزودني پودري مانند رنگ‌دانه‌ها، منبسط‌كننده‌ها و آسان‌کننده‌هاي پمپاژ كه دارايمقدار مصرف اندک هستند اغلب به صورت دستي و با پيمانه در هنگام ساخت بتن به مخلوطاضافه مي‌شوند. زودگيرکننده‌ها، كاهنده‌هاي تراوايي، و پيوندزاها نيز از ديگرافزودني‌هايي هستند که به روش دستي افزوده مي‌شوند و اغلب در مقادير مصرف كافيبراي يك  واحد جرمي (وزنی) سيمان و يا يکحجم بتن بسته‌بندي مي‌شوند. برخي از زودگيرکننده‌هاي بتن‌پاشي به صورت دستي و درپاي کار به مخلوط افزوده مي‌شوند.

1-12-انبار كردن

سهعامل در نگهداري مواد افزودني مهم هستند: سهولت در شناسايي، رطوبت و دمايي كه درآن نگهداري مي‌شوند، و وجود برچسب بر روی ظروف و بشكه‌ها به گونه‌اي که محتويات آنهارا به وضوح نشان دهد. مواد افزودني خشك (پودري) در مقايسه با سيمان پرتلند حساسيتبيشتري به دي‌اكسيدكربن و رطوبت دارند. لذا اين مواد بايد در كيسه‌هاي ضد رطوبتبسته‌بندي شوند و براي جلوگيري از كلوخه‌شدن آنها به دور از رطوبت و دماهاي زيادنگهداري شوند.

 مخازن ذخيره مايعات بايد داراي دريچه‌هاي مناسبورودي و بازشو باشند و اين دريچه‌ها بايد در هنگامي كه مورد استفاده قرار نمي‌گيرندكاملاً بسته شوند.

بيشترمواد افزودني به جز بعضي از ضد رطوبت‌ها و مواد شتاب‌دهنده بدون كلر و مواد هوازابه شكل محلول‌هايي هستند كه در 3- درجه سيليسيوس يخ مي‌زنند. بنا بر اين بايد درمقابل يخ‌زدگي حفاظت شوند. در انباركردن بعضي از مواد مانند امولسيون‌ها نياز بهمراقبت بيشتري است و دستورالعمل‌هاي سازنده آن بايد دقيقاً رعايت شود.

درمناطقی با زمستان‌‌هاي ملايم مي‌توان اكثر مواد را در بشكه‌ و در انبارهاي محصور،بدون وسيله گرمايي، بدون نگرانی از يخ‌زدگي انباركرد. در زمستان‌هاي سخت امكاناتويژه‌اي براي جلوگيري از يخ‌زدگي افزودني‌هاي مايع بايد به‌كاربرد. استفاده ازانبارهاي محصور گرم در اين شرايط رايج است. لازم است از كليه تجهيزات شامل مخازننگهداري، خطوط انتقال و خطوط متصل به بتن‌ساز نيز محافظت شود. در مناطق با آب‌ وهواي معتدل استفاده از مخازن فلزي عايق‌بندي شده يا پلاستيكي نيز امكان‌پذير است.در شرايط يخ‌بندان و هوای سرد، مخازن ذخيره‌سازي و محتويات آنها يا بايد گرم شوندو يا در يك محيط گرم قرار داشته باشند. روش دوم به دلايل زير ترجيح داده مي‌شود.

1-چنانچه مخزن ذخيره مجهز به لوله‌هاي مارپيچ آب گرم يا بخار باشد، بايد دقت شود كهگرم كردن از حد مجاز ارايه شده توسط توليدکننده تجاوز نكند زيرا دماي زياد مي‌تواندبر برخي از اين مواد تاثير منفي داشته باشد.

2-بعضي از المنت‌هاي حرارتي ممكن است به‌طور موضعي ماده افزودني را بيش از اندازهگرم كنند و باعث تجزيه حرارتي و ايجاد گازهاي انفجاري شوند.

3-ممكن است اتصالات الكتريكي گرم كننده‌ها (نواري، ميله‌اي و غيره) قطع شوند و باعثيخ‌زدن ماده افزودني  و يا آسيب ديدن سيستمحرارتی و دستگاه‌های اندازه‌گيری شوند.

4-معمولاً هزينه به‌كارگيري المنت‌هاي ميله‌اي و نواري  بيشتر از هزينه گرم نگهداشتن يك انبار دربالاتر از دماي انجماد است.

5-يك انبار گرم نگهداري ماده‌ افزودني نه تنها مخازن ذخيره، بلكه پمپ‌ها، دستگاه‌هاياندازه‌گيري، شيرها و شيلنگ‌هاي ماده افزودني را از يخ‌زدگي و از ساير مسايل مانندگرد و خاك، باران و افراد متفرقه حفاظت مي‌نمايد، به‌علاوه چون دماي نگهداري درطول سال كمتر در معرض تغييرات شديد قرار مي‌گيرد، گرانروي ماده افزودني ثابت‌تر مي‌ماندو دستگاه‌هاي اندازه‌گيري احتياج به تنظيم كمتري پيدا مي‌كنند.

6-اگر مخازن نگهداري و شيلنگ‌ها از جنس پلاستيك باشند بايد دقت شود از گرم كردن بيشاز اندازه آنها پرهيز شود تا اين مواد به نقطه نرم‌شدگي و پارگي نرسند.

7-سيستم‌ هواكش مخازن بايد به گونه‌اي طراحی شود كه از ورود هرگونه مواد خارجي بهداخل مخزن جلوگيري شود. به همين صورت براي اجتناب از آلودگي بايستی روی مجاريپركردن و ديگر بازشوها در مواقعي كه استفاده نمي‌شوند درپوش گذاشته شوند.

جدول 1-1 -استانداردهاي مواد افزودني شيميايي

1-13-مراجع

1- آيين‌نامه بتن ايران(آبا)، تجديد نظر اول، نشريه شماره 120 سازمان مديريت و برنامه‌ريزي کشور.

2- ACI 212.3R –04, "Chemical Admixtures for Concrete", MCP-ACI 2007.

3 – ايراجيان محمود،"كاربرد مواد افزودني در پروژه‌هاي سدسازي"، چهارمين كنفرانس بين‌الملليسدسازي، ايران، تهران، 1380.

4- فاميلي هرمز،"خواص بتن"، مترجم، 1378.

5- Rixom, R.and Mailvaganam, N. "CHEMICAL ADMIXTUIRES FOR CONCRETE", 3rd Ed.,1999, E & EN SPON.

6-Ramachandran V.S., Malhotra V.M., Jolicoeur C., and Spiratos N.,"SUPERPLASTICIZERS; Properties and applications in concrete",CANMENT, 1998.

7-Hewlett, "Lea's Chemistry of Cement and Concrete", 4th Ed., 1998,Arnold.

8-Kosmatka S. H., Kerkhoff B., and Panarese W.C., "Design and Control ofConcrete Mixtures", 14th ed., PCA – 2002.

افزودنيهاي شيميايي بتن

مشخصات فني ولزوم استفاده از آنها

بخش دوم:كاهندههاي آب

سيمان براي آبگيري[10]كامل خود به 23 تا 27 درصد وزني آب نياز دارد[1]. آب مصرفي اضافي در مخلوط بتن صرف ايجادرواني و كارآيي مي‌شود. محبوس شدن آب اضافي در بتن منجر به پيدايش حفره‌ها و حباب‌هايبزرگ در بتن سخت شده مي‌شود و كاهش مقاومت‌هاي مكانيكي و پايايي (دوام) بتن را بههمراه دارد. از سوي ديگر، توليد و به كارگيري بتن با حداقل آب، باعث افزايش مشكلاتو هزينه‌هاي اجرايي مي گردد.

 راهكار رايج‌‌، اقتصادي‌ و آسان براي حل اينمعضلات، استفاده از افزودني‌هاي كاهنده آب است كه از دهه 1930 ميلادي به كار گرفتهشده‌اند.

واژه هاي كليدي :افزودني ، روان كننده، فراوان كننده، فوق روان كننده، كاهنده آب

2-1 – تعريف

افزودني‌هاي كاهندهآب[11]مواد آلي و يا تركيبي از مواد آلي و معدني هستند كه براي افزايش رواني بتن درمقدار آب معين، يا كاهش مقدار آب مصرفي با حفظ رواني، و يا هر دو به كار مي‌روند.

برخي از اين افزودني‌هاممكن است داراي تاثيرات جانبي كُندگيري، زودگيري، زود سخت‌كنندگي يا هوازايي دربتن باشند كه در هنگام مصرف بايستي در نظر گرفته شوند. تركيبات و فرآيندهاي مختلفيبراي توليد كاهنده‌هاي آب به كار مي‌روند كه مي‌توانند منجر به خواص جانبي گوناگون‌شوند. با اصلاح ساختار برخي از افزودني‌هاي كاهنده آب كه داراي اثر كندگيريهستند، مي‌توان آنها را به كاهنده‌هاي آب خنثي يا حتي زودگير تبديل كرد يا اثرهوازايي آنها را به غير هوازايي و در مواردي حتي هوازدايي (كاهش مقدار هوا) تغييرداد.

2-2 – دسته‌بندي

افزودني‌هاي كاهندهآب به سه گروه اصلي و هر گروه نيز بسته به خواص جانبي خود به دسته‌هاي ديگري تقسيممي‌شوند.

2-2-1 – روان‌كننده‌ها

روان‌کننده‌ها[12]كه نخستين گروه كاهنده‌هاي آب هستند و كاربرد آنها از دهه 1930 ميلادي آغاز شدهاست[2]، بسته به خواص جانبي خود و بر اساس استانداردASTM C494به دسته‌هاي زير تقسيم مي‌شوند:

• روان‌كننده (كاهنده آب) معمولي (Type A)

• روان‌كننده (كاهنده آب) كندگير (Type D)

• روان‌كننده (كاهنده آب) زودگير (Type E)

روان‌كننده‌ها دربسياري از پروژه‌هاي كوچك و بزرگ و به ويژه در بتن‌هاي حجيم مانند بدنه سدها وتوليد قطعات بزرگ بتني به كار مي‌روند و مي‌توان آنها را پرمصرف‌ترين كاهنده‌هايآب به شمار آورد. اين افزودني‌ها در مقادير مصرف متعارف، مقدار آب اختلاط بتن را 5تا 12 درصد كاهش مي‌دهند و در مقادير زياد مصرف ممكن است تاثيرات جانبي همچونكندگيري بيش از اندازه يا هوازايي داشته باشند. به همين دليل دامنه مقدار مصرفآنها محدود است. اين افزودني‌ها با نام‌هاي پلاستي‌سايزر، كاهنده آب يا روان‌كنندهبتن عرضه و مصرف مي‌شوند.

 2-2-2 – فوق ‌روان‌كننده‌ها

فوق‌روان‌کننده‌‌ها[13]كه دومين گروه كاهنده‌هاي آب هستند و از دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفته‌اند باعنوان بساكاهنده‌هاي آب[14]شناخته مي‌شوند. فوق‌روان‌كننده‌ها بر اساس استانداردهاي ASTM C494 & C1017  بهدو دسته زير تقسيم مي‌شوند: 

• فوق روان‌كننده معمولي (ASTM C494: Type F)[15]

• فوق روان‌كننده كندگير (ASTM C494: Type G)[16]     

اين افزودني‌ها درمقادير مصرف متعارف، مقدار آب اختلاط بتن را 12 تا 25 درصد كاهش مي‌دهند و نسبت بهروان‌كننده‌ها تاثيرات جانبي كمتري دارند ولي برخي از آنها در مقادير مصرف بيش ازاندازه[17]موجب كندگيري يا هوازايي مي‌شوند. عموما فوق روان‌كننده‌ها در مقادير مصرف خيليكم، رواني كمتري نسبت به روان‌كننده‌ها (در مقدار مصرف يكسان) ايجاد مي‌كنند.

نكته 2-1 –به دليل اثرات نامطلوب مصرف بيش از اندازه روان‌كننده‌ها، نمي‌توان آنها را درمقادير زياد به جاي فوق روان‌كننده‌ها به كار برد.

نكته 2-2 –در مقادير مصرف بيش از اندازه فوق روان‌كننده‌ها در مخلوط‌هاي بتن با دانه‌بندينامناسب، ممكن است جداشدگي و آب‌انداختگي افزايش يابد.

2-2-3 – فراروان‌كننده‌ها(Ultra high rangewater reducers)

اين افزودني‌ها كهسومين گروه كاهنده‌هاي آب هستند از دهه‌ي 1990 ميلادي مورد استفاده قرار گرفته‌اندو با نام‌هاي فوق روان‌كننده توانمند[18]يا ابرروان‌كننده نيز شناخته مي‌شوند. هرچند اين افزودني‌ها ويژگي‌هاي منحصر بهفردي نسبت به فوق روان‌كننده‌ها دارند ولي در حال حاضر در همان دسته‌بندي فوق ‌روان‌كننده‌هايعني ASTM C494: Type F & Gو ASTM C1017: Type I & IIجاي مي‌گيرند.

اين افزودني‌هامقدار آب اختلاط بتن را بيش از 25 درصد كاهش مي‌دهند. اين دسته از افزودني‌ها نسبتبه روان‌كننده‌ها و فوق روان‌كننده‌ها تاثيرات جانبي كمتري دارند. عموما فراروان‌كننده‌هادر مقادير مصرف كم، تاثير روان‌كنندگي بيشتري نسبت به فوق روان‌كننده‌ها (در مقدارمصرف يكسان) دارند. ويژگي‌هاي منحصر به فرد اين افزودني‌ها از جمله توليد بتن‌هايتوانمند، خودتراز، خودمتراكم و با مقاومت‌هاي خيلي زودرس و خيلي زياد از يك سو وصرفه‌جويي در انرژي مصرفي، كاهش هزينه‌هاي اجرايي و سازگاري زيست‌محيطي از سويديگر، باعث گسترش روز افزون كاربرد آنها در كشورهاي مختلف جهان شده است.

نكته 2-3 –فرآيند توليد اين افزودني‌ها اين امكان را فراهم مي‌آورد كه بر اساس نياز هر صنعتيا مشخصات فني و شرايط اجرايي هر پروژه، فراروان‌كننده‌ايي سازگار و مناسب توليدكرد.

نكته 2-4 –مراكز تحقيقاتي جهان، شركت‌هاي توليدكننده افزودني‌هاي بتن و سازمان‌هاي مرتبط باصنعت ساخت و ساز همواره در جستجوي يافتن مواد شيميايي جديد با كارآيي و تاثير بهتربر عملكرد مخلوط‌هاي بتني هستند و احتمال پيدايش و عرضه محصولات جديد همچنان وجوددارد.

نكته 2-5 –با توجه به خاصيت پخش‌كنندگي بسيار زياد فراروان‌كننده، تاثير آن بر احتمالجداشدگي و آب‌انداختگي در مخلوط‌هاي بتن با دانه‌بندي نامناسب به مراتببيشتر از ساير كاهنده‌هاي آب است.

2-3 – مكانيزم عملكرد كاهنده‌هاي آب

كاهنده‌هاي آب ازنوع افزودني‌هاي با عملكرد فيزيكي هستند و تاثيري مستقيمي بر فرآيند آبگيري سيمانندارند. بخش اصلي افزودني‌هاي كاهنده‌ي آب، عوامل اثركننده بر سطح هستند. عواملاثركننده بر سطح[19]موادي هستند كه در سطح مشترك بين دو فاز آميخته نشدني متمركز مي‌شوند و نيروهايفيزيكي شيميايي موثر بر اين سطح را تغيير مي‌دهند. در مخلوطي كه از مواد كاهنده آباستفاده نشود، ذرات سيمان به يكديگر مي‌چسبند و لخته مي‌شوند. مكانيزم كلي عملكرداين افزودني‌ها، كاهش نيروهاي جاذبه بين ذرات و كمك به جدايش و بهبود پخش‌شوندگيدانه‌هاي سيمان از يكديگر است. اين مكانيزم علاوه بر فراهم كردن حركت آزادانه ذراتسيمان به دليل جدايش آنها از يكديگر، آب محبوس در لخته‌هاي سيماني را نيز آزاد وصرف بهبود رواني مخلوط بتن مي‌كند.

روان‌كننده‌ها بهيكي از شيوه‌‌هاي زير نيروي جاذبه بين ذرات سيمان را كاهش مي‌دهند و به پراكنده‌شدنآنها كمك مي‌كنند[7]:

• كاهش كشش بين سطحي

• جذب چندلايه‌اي مولكول‌هاي آلي

• افزايش پتانسيل الكتروسينماتيكي

• ايجاد لايه‌اي از مولكول‌هاي آب احاطه‌كننده ذرات

• تغيير در ساختار تركيبات هيدراته شده سيمان

مكانيزم كلي عملكردفوق‌روان‌كننده‌ها، جدايش و پراكندن دانه‌هاي سيمان از يكديگر به كمك نيروهايدافعه[20]ناشي از بارهاي الكتروستاتيكي است[3].در بتن و ملات، دانه‌هاي سيمان و سنگدانه در اثر تركيب با آب داراي بار سطحيالكتروستاتيكي مي‌شوند، ذرات سيمان در اين حالت تمايل دارند كه به يكديگر بچسبند[2]. فوق‌روان كننده‌ها در زمان اختلاط، جذب سطحدانه‌هاي سيمان مي‌شوند و به آنها بار منفي مي‌دهند كه منجر به ايجاد نيروي دافعهبين ذرات سيمان و پراكندن آنها مي‌شوند. اين اثر به نام "پخش‌كنندگي"[21]شناخته مي‌شود. مكانيزم پخش‌كنندگي الكتروستاتيكي علاوه بر پخش كردن دانه‌هاي سيمان،آب محبوس در لخته‌هاي سيماني را نيز آزاد و صرف بهبود رواني مخلوط بتن مي‌كند (شكل2-1)[4].

فراروان‌كننده‌ها باتوجه به ساختار مولكولي و با استفاده از همان اصل بارهاي الكتروستاتيكي نه تنهاذرات سيمان را بهتر از روان‌كننده‌ها و فوق‌روان‌كننده‌ها پخش مي‌كنند (تاثيراوليه) بلكه به دليل داشتن شاخه‌هاي جانبي در زنجيره مولكولي، از جذب شدن ذراتسيمان پخش شده نيز ممانعت به عمل مي‌آورند (تاثير ثانويه). تاثير ثانويه فراروان‌كننده‌هادر اصطلاح شيميايي "ممانعت فضايي"[22]ناميده مي‌شود[3]كه به دليل ساختار و آرايش مولكول‌ها يا اتم‌هاي مجاور يكديگر ايجاد مي‌شود[5].

2-4 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

تركيبات موادي كهبعنوان كاهنده آب به‌كار مي‌روند، معمولاً شامل مواد شيميايي زير هستند كه ممكن است بهتنهايي و يا در تركيب با ساير مواد آلي و غيرآلي، فعال و يا خنثي مورد استفادهقرارگيرند.

2-4-1 – روان‌كننده‌ها

گستره‌ي وسيعي ازمواد روان‌كننده با ويژگي‌ها و خواص جانبي گوناگون توليد و ارايه مي‌شوند كه بخشاصلي مواد تشكيل‌دهنده آنها عبارتند از[2], [6], [7]:

• مشتقات و تركيبات اسيد ليگنوسولفونيك و نمك‌هاي آنها (ليگنوسولفونات‌ها[23]).

• مشتقات و تركيبات اسيد هيدروكسي كربوكسيليك[24] و نمك‌هاي آنها.

·       پليمرهاي هيدروكسيل‌دار[25]

·       مواد غير يوني اثركننده بر سطح

2-4-2 – فوق‌روان‌كننده‌ها

بخش اصلي مواد تشكيلدهنده فوق روان‌كننده عبارتند از [2], [6], [7]:

·       ليگنوسولفونات‌هاي اصلاح‌شده[26]

• نمك‌هاي تغليظ شده  ملامين سولفونات (ملامين فرم‌آلدهيد سولفوناته[27]).
• نمك‌هاي اسيد نفتالين سولفونيك تغليظ شده با وزن ملكولي بالا (نفتالين فرم‌آلدهيد سولفوناته[28]).
• ساير پليمرهاي مصنوعي مانند پلي‌استايرن سولفوناته[29]، پليمرهاي هيدروكسيل‌دار، و برخي از كوپليمرهاي محلول در آب[30]، يا تركيبي از آنها.

2-4-3 – فراروان‌كننده‌ها

فراروان‌كننده‌هاعمدتا بر پايه پليمرهای مصنوعي زير هستند:

• پلی‌کربکسيليک اتر، اسيد اکريليک، متوکسی پلی اتيلن، و انيدريد مالييک.
• كوپليمرهاي كربوكسيليك آكريليك استر.

2-5 – كاربرد

افزودني‌هاي كاهندهآب پاسخگوي نيازهاي متعـددي در كارگاه هستند كه از آن جمله مي‌توان به كاهش آببتن، توليد بتن با مقاومت زياد، صرفه‌جويي در مصرف سيمان بدون كاهش مقاومت بتن،افزايش كارآيي بتن بدون افزودن آب، بهبود خواص بتن‌هايي كه داراي سنگدانه‌هاي خشنو يا دانه‌بندي نامناسب هستند، سهولت در پمپاژ، بتن‌ريزي در مكانهايي كه دسترسيكمتري دارند، و يا تركيبي از مـوارد فوق اشاره كرد[6].

رواني بتن كه بااسلامپ سنجيده مي‌شود، براي بتني با نسبت‌ها و اجزاي معين، به مقدار آب اختلاطبستگي دارد[1]. عملكرد اصلي افزودني‌هاي كاهنده‌ي آب،توانايي آنها در كاهش مقدار آب اختلاط است. بر اساس اين عملكرد مي‌توان كاربردآنها را به سه شيوه در بتن مورد بررسي و ارزيابي قرار داد.

• با مصرف كاهنده آب ضمن ثابت نگهداشتن مقدار سيمان و رواني بتن، مي‌توان مقدار آب اختلاط و در نتيجه نسبت آب به سيمان را كاهش داد (اثر كاهندگي آب اختلاط) و به بتني با رواني يكسان و مقاومت مكانيكي بيشتر از بتن شاهد (بدون افزودني) دست يافت.
• با مصرف كاهنده آب، ضمن ثابت نگهداشتن مقدار آب و سيمان بتن، رواني و كارآيي بتن افزايش مي‌يابد (اثر روان‌كنندگي).

• در برخي بتن‌ها با مصرف كاهنده آب ضمن ثابت نگهداشتن رواني و نسبت آب به سيمان، مي‌توان آب اختلاط و مقدار سيمان اضافي را كاهش داد.

دستيابي به برخيبتن‌هاي ويژه مانند بتن خودتراز، بتن خودتراكم، بتن‌هاي با مقاومت خيلي زودرس و بي‌نيازاز بخاردهي، بتن خيلي روان و بتن توانمند بدون استفاده از افزودني‌هاي كاهنده آببه ويژه روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌ها در حال حاضر بسيار پرهزينه و در موارديغير ممكن است. اگرچه به نظر مي‌رسد با افزايش مقدار سيمان مصرفي مي‌توان به برخياز اين ويژگي‌ها دست يافت ولي افزايش بيش از اندازه سيمان به دليل تمايل ذراتسيمان به لخته‌شدن و افزايش چسبندگي بيش از اندازه مخلوط و افزايش مشكلات اجرايياز يك سو و افزايش تغيير شكل‌هاي درازمدت بتن سخت‌شده (جمع‌شدگي و خزش) از سويديگر، نه تنها از نظر فني راهكار مناسب و كارآمدي نيست بلكه بسيار غيراقتصادي همهست. براي دستيابي به اين ويژگي‌ها، فراروان‌كننده‌ها به دليل تاثيرات جانبي كمتريكه نسبت به روان‌كننده‌ها و فوق روان‌كننده‌ها دارند، كاربرد گسترده‌تري دارند.

2-6 – تاثير كاهنده‌هاي آب بر ويژگی‌های بتنتازه

افزودني‌هاي كاهندهآب علاوه بر كاهش مقدار آب مخلوط بتن تازه، بر برخي ديگر از خواص آن نيز تاثير مي‌گذارند.

2-6-1 - زمانگيرش

زمان گيرش بتن بهتركيبات شيميايي و اندازه ذرات سيمان، دما و نسبت آب به سيمان بستگي دارد. در بتنيبا دما و نسبت آب به سيمان معين، كاهنده‌هاي آب به دليل پخش‌كردن ذرات سيمان و بهتاخير انداختن به هم چسبيدن و لخته‌شدن ذرات و محصولات آبگيري سيمان به يكديگر(كندگيري فيزيكي)، گيرش اوليه و نهايي بتن را به تاخير مي‌اندازند. از سوي ديگر،پخش‌شدن ذرات سيمان امكان آبگيري بهتر و همه جانبه‌ي آنها را فراهم مي‌كند كه مي‌تواندتسريع واكنش و توليد محصولات آبگيري را به دنبال داشته باشد. بنابراين هر چقدر كهقدرت پخش‌كنندگي افزودني‌هاي كاهنده آب بيشتر باشد (از روان‌كننده به فراروان‌كننده)  تاثير كندگيري آنها كاهش مي‌يابد.

برخي از روان‌کننده‌هامانند ليگنوسولفونات‌ها و اسيدهاي هيدروكسي كربوكسيليك در مقادير مصرف متعارف و دردما‌هاي 18 تا 38 درجه سانتيگراد معمولاً 1 تا 3 ساعت تاخير در گيرش بتن بوجود مي‌آورند[2]. با افزايش مقدار مصرف روان‌كننده‌ها، تاخيردر زمان گيرش بتن نيز افزايش مي‌يابد. اغلب فوق روان‌كننده‌ها در مقادير مصرفمتعارف، كندگيري قابل توجهي ندارند و يا كندگيري آنها كاملاً كنترل شده است. دربتن‌هايي كه با سيمان نوع 5 ساخته مي‌شوند و داراي فوق‌روان‌كننده هستند، صرفنظراز نسبت آب به سيمان و نوع فوق‌روان‌كننده مصرفي، زمان گيرش اوليه و نهايي حدود يكساعت افزايش مي‌يابد[8].بعضی از فراروان‌كننده‌ها زمان گيرش نهايي بتن را كاهش مي‌دهند [3].

2-6-2 - هوازايي

برخي از روان‌كننده‌هاكشش سطحي آب را كاهش مي‌دهند و مقداري حباب هوا در بتن ايجاد مي‌كنند.ليگنوسولفونات‌ها شناخته شده‌ترين كاهنده‌هاي آب هستند كه خاصيت هوازايي دارند.مقدار هواي وارده توسط اين مواد معمولاً بين 2 تا 6 درصد متغير است، اگرچه مقاديربيشتر نيز تا كنون گزارش شده است[6].هوازايي روان‌كننده‌ها را مي‌توان با اصلاح فرمول شيميايي كنترل كرد[6] ، معمولاً ليگنوسولفونات‌هاياصلاح‌شده كمتر از يك درصد حباب هوا ايجاد مي‌كنند. فوق‌روان‌کننده‌ها و فراروان‌کننده‌هااصولاً خاصيت هوازايي ندارند ولي ممكن است روي توان هوازايي برخي از سيمان‌ها و موادهوازا  تاثيرگذار باشند و باعث تغيير در ميزانهواي بتن شوند[6].افزايش رواني مخلوط بتن به ازدياد تشكيل حباب‌هاي هوا در حين اختلاط كمك مي‌كندولي بتن‌هاي داراي فوق‌روان‌كننده در مقايسه با بتن شاهد (با رواني يكسان)، فرصتخروج آسان‌تر حباب‌هاي هواي محبوس را در حين عمليات انتقال و بتن‌ريزي فراهم مي‌كنند.فوق‌روان‌كننده‌هاي بر پايه ملامين در مقايسه با نوع نفتاليني نه تنها هواي محبوسكمتري ايجاد مي‌كنند بلكه افت مقدار هواي سريع‌تري نيز دارند[2]. فراروان‌كننده‌ها عموما خاصيت هوازاييندارند و پس از اتمام اختلاط بتن به دليل سهولت حركت اجزاي بتن، موجب جابجايي وجاي‌گيري ذرات در درون فضاي خالي بين يكديگر مي‌شوند و  حباب‌هاي هواي محبوس رابه سطح بتن مي‌رانند.

افزودني‌هاي كاهندهآب در بتن‌هاي هوازايي شده، پايداري حباب‌هاي هوا را بهبود مي‌بخشند و ميزان تاثيرو راندمان افزودني‌هاي هوازا را افزايش مي‌دهند[2].

2-6-3 - كارآيي

كارآيي[31]خصوصيتي از بتن يا ملات تازه است كه آساني يا دشواري اختلاط، ريختن، تراكم وپرداخت كردن آن را بيان مي‌كند[11].موضوع كارآيي همواره در بتن‌ريزي‌ها مطرح مي‌شود ولي در حال حاضر ابزار مناسبيبراي سنجش كارآيي در كارگاه‌ها وجود ندارد. معمولاً رواني بتن كه به وسيله آزمايشاسلامپ اندازه‌گيري مي‌شود ملاكي براي توصيف كارآيي بتن به شمار مي‌آيد در حالي كهممكن است دو نمونه با رواني يكسان، داراي كارايي متفاوتي باشند. بتن‌هاي محتويافزودني‌هاي كاهنده آب معمولاً كارآيي بهتري از خود نشان مي‌دهند و ميل به قالبپذيري و پرداخت سطح آنهـا بهتر از بتن‌هاي با رواني مشابه ولي بدون افزودني است.اين موضوع به ويژه در مورد بتن‌هاي سفت (با اسلامپ خيلي كم) نمايان‌تر است.

بتن محتوي اينافزودني‌ها تمايل كمتري به جداشدگي نشان مي‌دهد[9] و در هنگام لرزاندن مي‌توان رواني و تحركبهتر اجزا را مشاهده نمود ضمن اين كه كارآيی بهتر اين نوع بتن، نياز به لرزاندن راكاهش می‌دهد و صرفه جويی قابل توجهی در مصرف انرژی و نيروی انسانی پديد مي‌آورد.

هوازايي برخي ازكاهنده‌هاي آب كه به عنوان يك اثر جانبي مطرح مي‌شود، در مخلوط‌هاي بتن با ريزدانهناكافي مي‌تواند چسبندگي داخلي بين دانه‌هاي سنگي را تا حدودي افزايش دهد (به فصلهوازاها مراجعه شود) و حالت خميري و كارآيي بتن را بهبود بخشد.

 2-6-4 - آب انداختگي

تاثير همه افزودني‌هايكاهنده آب بر آب‌انداختگي يكسان نيست، به عنوان مثال نمك‌های اسيد هيدروكسیكربوكسليك موجب افزايش آب انداختگي مي‌شوند در حالي كه مشتقات و تركيبات اصلاحشده  آنها تاثيري بر پديده آب انداختگي ندارند.ليگنوسولفونات‌ها و مشتقات آنها آب انداختگي بتن تازه را كاهش مي‌دهند كه بخشي ازاين خاصيت آنها به دليل ايجاد حباب هوا در بتن است. فوق روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌هامعمولا آب انداختگي و جداشدگي را كاهش مي‌دهند به جز در مواردي كه مقدار مصرفافزودني بيش از اندازه باشد[9].گاهي آب‌انداختگی و جداشدگي بتن تازه پس از اضافـه كردن فوق روان‌كننده و فراروان‌كننده‌هابه دليل اشكال در دانه‌بندي سنگدانه‌ها است و نه تاثير منفي افزودني، در چنينشرايطي با اصلاح دانه‌بندي به خصوص افزايش ريزدانه‌ها مي‌توان جداشدگي را كاهشداد.

2-6-5 - روند افترواني (اسلامپ)

روند افت رواني[32]كه بيانگر مقدار كاهش رواني در واحد زمان است، در بتن داراي كاهنده آب بيشتر ازبتن شاهد (با اسلامپ اوليه يكسان) است. بتن‌هاي حاوي فوق‌روان‌كننده در مقايسه بابتن‌هاي حاوي روان‌كننده كه اسلامپ اوليه يكساني داشته باشند از روند افت روانيبيشتري برخوردارند. فراروان‌كننده‌ها اگرچه نسبت به بتن شاهد روند افت روانيبيشتري دارند ولي نسبت به فوق‌روان‌كننده‌ها از توان حفظ رواني (اسلامپ) بيشتريبرخوردارند.

يكي از مزاياي اصلياستفاده از فوق‌روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌ها در بتن افزايش قابل توجه اسلامپو رواني آن است ولـي زمان قابل كاركردن به دليل افت اسلامپ به شدت كاهش مي‌يابد كهمي‌تواند سبب بروز مشكلات اجرايي شود. براي حل اين مشكل در مورد فوق‌روان‌كننده‌هامي‌توان بخشي از  فوق روان‌كننده را در محلساخت بتن و بخش ديگر را در محل بتن‌ريزي به مخلوط اضافه كرد تـا زمـان قابل كار كردنافزايش يابد يا از فوق‌روان‌كننده‌هاي كندگير استفاده كرد. در مورد فراروان‌كننده‌هامي‌توان رواني بتن را در هنگام ساخت به گونه‌ايي تنظيم كرد (با اسلامپ بالاتر) كهرواني مورد نظر را در پاي كار تامين كند يا در هنگام ساخت بتن، در صورت نياز جهتسهولت در اختلاط و حمل، از يك روان‌كننده سازگار در مقادير كم استفاده كرد وفراروان‌كننده را در پاي كار به بتن افزود.

 فرصت كار با يك بتن به عوامل متعددي بستگي داردكه از آن جمله مي‌توان به: نوع و مقدار كاهنده آب، فاصله زمانی بين ساختن و ريختنبتن، زمان اضافه كردن كاهنده آب، مصرف ساير افزودني‌هاي شيميايي، ويژگي‌ها و درجهحرارت سيمان و بتن، رواني اوليه بتن و دماي محيط اشاره كرد.

 2-6-6 - پرداخت پذيري

 روان‌کننده‌ها معمولاً در پرداخت سطح بتن بسيار مؤثرنددرحاليكه سطح بتن‌هاي محتوي فوق روان‌كننده به دليل كاهش آب‌انداختگي و افت سريعرواني به سختي پرداخت مي‌شوند، مضافاً اينكه تمايل به پوسته شدن و يا تركهاي ناشياز جمع شدگي خميري در اين نوع بتن‌ها بيشتر است، به همين دليل در اينگونه مواقعبايستي سطح بتن را با روش‌هايي چون مرطوب كردن، استفاده از مواد تاخير دهندهتبخير، يا هر روش مناسب ديگري از خشك شدن حفظ نماييم. اين روش‌ها بايستي با دقتانجام پذيرد تا تاثير نامناسبي بر دوام سطح بتن بوجود نياورند.

2-6-7 – تراكم‌پذيري

كاهنده‌هاي آب امكانحركت و لغزش ذرات بر روي يكديگر را در داخل مخلوط بتن فراهم مي‌كنند و خواصريولوژيك بتن تازه و رفتار آن را در هنگام ارتعاش و متراكم‌شدن بهبود مي‌بخشند.براي متراكم‌كردن بتن‌هاي داراي كاهنده آب در مقايسه با بتن شاهد به انرژي كمترينياز است. اين اثر در بتن‌هاي با رواني (اسلامپ) كم و به ويژه در بتن‌هاي بدوناسلامپ نمايان‌تر است. در بتن‌هاي داراي مقادير كافي فراروان‌كننده به دليل سهولتحركت و لغزش ذرات بر روي يكديگر بدون نياز به لرزاندن، اجزاي بتن در اثر وزن خودفضاهاي خالي را پر مي‌كنند و متراكم مي‌شوند (بتن خود متراكم) در حالي كه در بتن‌هايبدون فراروان‌كننده به دليل پديده لخته‌شدگي ذرات سيمان و ريزدانه‌ها، هر چقدر همكه رواني افزايش يابد نمي‌توان به بتن خود متراكم دست‌يافت.

2-7 -تاثير بر ويژگي‌های بتن سخت شده

2-7-1 - مقاومت

استفاده از كاهندهآب اگر با كاهش نسبت آب به سيمان همراه باشد افزايش مقاومت را به دنبال دارد ضمناين كه در صورت ثابت بودن نسبت آب به سيمان نيز به دليل پخش كردن بهتر ذرات سيمانسبب بهبود فرآيند آبگيري و افزايش مقاومت مي‌شود.

نكته 2-6- تاثيركاهنده‌هاي آب بر مقاومت بتن صرفاً به دليل تاثيرات آنها بر بتن تازه در زمان‌هاياوليه است و نه فعال بودن آنها در بتن سخت شده.

كاهنده‌هاي آبکندگير، مقاومت 24 ساعته را به خصوص در مناطق گرمسير افزايش مي‌دهند، البته ممكناست مقاومت در ساعات اوليه بتن تحت تاثير كندگيـری كاهش يابد. كاهنده‌هاي آب درمقدار سيمان و رواني ثابت مقاومت بتن را  افزايشمي‌دهند و يا براي رسيدن به مقاومتي مشخص باعث صرفه جويي قابل ملاحظه در مصرفسيمان مي‌شوند.

اگر افزودن فوق روان‌كنندههمراه با كاهش آب بتن باشد مقاومت فشاري را تا 25 درصد و يا حتي بيشتر افزايش مي‌دهد.اين افزايش مقاومت با استفاده از فراروان‌کننده‌ها به مراتب محسوس‌تر است و توليدبتن‌هايی با مقاومت فشاری 70 مگاپاسکال و بيشتر در شرايط كارگاهی به آسانی قابلطراحی و توليد می‌باشد. مقاومت خمشي بتن‌هاي داراي اين افزودني‌ها بهبود مي‌يابدولي نسبت افزايش آن در مقايسه با مقاومت فشاري كمتر است.

2-7-2 – جمع‌شدگي (تكيدگي)و خزش

گزارش‌ها و اطلاعات متناقضيدر مورد تاثير كاهنده‌هاي آب بر پديده جمع‌شدگي و خزش وجود دارد. گرچه متناسب باكاهش مقدار آب بتن، جمع شدگي دراز مدت كمتر مي‌شود و به همين منوال افزايش مقاومتفشاري بتن باعث كاهش خزش مي‌گردد ولي بطور كلي مي‌توان گفت حتي مصرف مقادير ثابتياز افزودني‌ها زماني كه همراه با سيمان‌هاي مختلف مصرف مي‌شوند، تاثير متفاوتي بر جمع‌شدگيو خزش بتن سخت شده دارند.

2-7-3 – دوام (پايايي)

به طور كلي كاهنده‌هايآب به دليل پخش‌كردن ذرات سيمان و بهبود فرآيند آبگيري و نيز بهبود تراكم‌پذيري،سبب كاهش تخلخل و جذب مويينگي مي‌شوند و در نتيجه نفوذپذيري بتن كاهش و دوام آن دربرابر عوامل مهاجم افزايش مي‌يابد.

در بتن‌هاي هوازايي‌شده،استفاده از كاهنده‌هاي آب سبب افزايش مقاومت جداره حباب‌هاي هوا و بهبود پاياييبتن در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن مي‌شود.

2-8 -تاثير مواد متشكله بتن بر عملكرد كاهنده‌های آب

همانگونه كه وجود يكافزودني بر روي نسبت اجزا و ويژگي‌هاي بتن تاثير مي‌گذارد، خواص و مقدار اجزايتشكيل‌دهنده بتن نيز تاثيرات متقابلي بر عملكرد افزودني دارد.

مقدار، نوع، وتركيبات شيميايي سيمان بر عملكرد كاهنده‌هاي آب تاثير مي‌گذارد. با افزايش مقدارسيمان، نسبت مصرف فوق‌روان‌كننده به سيمان كاهش مي‌يابد. سيمان‌هاي نوع 2 و 5 درمقايسه با سيمان‌هاي نوع 1 و 3 به كاهنده آب كمتري نياز دارند. تركيبات شيمياييسيمان به ويژه نسبت C₃A/C₃Sو مقدار C₃Aو نيز مقدار قليايي‌ها بر عملكرد افزودني‌هاي كاهنده آب تاثير مي‌گذارند^[7]. با افزايش مقدار C₃A در سيمان از راندمان روان‌كننده‌هايليگنوسولفوناتي كاسته مي‌شود^[1].با افزايش مقدار قليايي‌هاي سيمان ميزان تاثير و حفظ رواني روان‌كننده‌ها در بتنكاهش مي‌يابد^[1].

 شكل و بافت سطحي سنگدانه‌ها بر عملكرد كاهنده‌هايآب تاثيرگذار است. سنگدانه‌های گرد گوشه در مقايسه با سنگدانه‌هاي تيزگوشه مقدارروان كننده كمتری را برای رسيدن به يك روانی مشخص لازم دارند. براي دستيابي به يكرواني مشخص هر چقدر بافت سطحي سنگدانه‌ها زبرتر باشد مقدار مورد نياز افزودنيكاهنده آب افزايش مي‌يابد.

پوزولان‌ها به جزخاكستر بادي، عموما به دليل افزايش چشمگير سطح جانبي دانه‌ها و تمايل به لخته‌شدن،كارآيي و رواني بتن را به شدت كاهش مي‌دهند و به همين دليل توصيه مي‌شود كه در بتن‌هايداراي پوزولان و به ويژه دوده سيليسي از فوق‌روان‌كننده  يا فراروان‌كننده استفاده شود.

در مجموع مطالعه،بررسی و انجام آزمايش‌های كارگاهی برای مشخص كردن تاثير مواد متشكله بتن برافزودنيهای كاهنده آب به شدت توصيه می‌شود.

2-9 -تاثير عوامل محيطی و اجرايي

بدون شك عوامليمانند: دما، رطوبت، سرعت وزش باد، ماشين آلات و تجهيزات توليد و انتقال بتن، زمانبين توليد و ريختن بتن، زمان حمل، و مهارت نيروهاي اجرايي از جمله عوامل مهم وتاثير گذار در عملكرد افزودني‌های كاهنده آب مي‌باشند.

به دليل آن كه دمادر زمان گيرش، كارآيي و روند كسب مقاومت اوليه بتن بسيار مؤثر است، براي دستيابيبه نتايج مؤثر معمولا افزودني‌های كاهنده آب در سه گروه با تاثيرهای زودگيری،خنثی، و ديرگيری عرضه مي‌شوند.

رطوبت موجود در هواو سرعت وزش باد بر زمان كارآيی بتن تاثير مي‌گذارند در نتيجه براي حفظ كارآيي درچنين شرايطي ممكن است مقدار مصرف و يا حتی نوع كاهنده آب تغيير ‌نمايد.

با توجه به اينكهمقدار مصرف افزودني‌های كاهنده آب به نسبت سيمان موجود در طرح اختلاط تعريف مي‌شود،لازم است ماشين آلات توليد بتن از حساسيت كافی برای پيمانه كردن آب، سيمان،سنگدانه، و مواد افزودنی برخوردار باشند. در غير اين صورت مقادير متفاوتی در هرنوبت وارد مخلوط‌كن مي‌شود و نتايج متفاوتی نيز در بر خواهد داشت.

2-10- رهنمودهای اجرايي در كارگاه

افزودني‌هاي كاهندهآب در حالت مايع اندازه‌گيري و مصرف مي‌شوند و چنانچه اين افزودني‌ها به شكل جامد(پودر) تحويل گردند، لازم است ابتدا بر طبق پيشنهاد توليدكننده محلولي با درصد جامدمناسب از  آن تهيه و سپس مصرف شوند.

چگالي افزودني‌هايارسالي مايع و يا آنهايي كه در كارگاه به مايع تبديل شده‌اند بايستي براساس معيارو استانداردي كه توليد كننده معرفي مي‌كند سنجيده و با آن مقايسه گردد. براي اينمنظور مي‌توان به سهولت و با استفاده از وسايلي چون مايع‌سنج يا چگالي‌سنج، درصد جامدو  غلظت مناسب آنرا بررسي نمود. اين عملبايستي در دماي استاندارد انجام و نتايج آن بعنوان بخشي از عمل كنترل كيفيت برايآينده ثبت و نگهداري گردد.

تمامی افزودني‌هایكاهنده آب در محدوده زمانی معينی بر مخلوط بتن تاثير مي‌گذارند و به محض اتمام اينمحدوده زمانی، بتن به حالت قبل از مصرف افزودنی برمي‌گردد، بنابراين زمان افزودنآنها بايستی بگونه‌ای تنظيم شود كه حداكثر كارآيی حاصل گردد، بنابراين در حمل‌هایطولانی بتن كه احتمال اتمام خاصيت افزودنی وجود دارد، بهتر است كه افزودني در محلبتن ريزی به مخلوط اضافه تا فرصت كافی برای ريختن، لرزاندن، پرداخت، و كارهایتكميلی فراهم شود.

افزودني‌های كاهندهآب را نبايد به سيمان خشك اضافه كرد، بهتر است آنها را بعد از افزودن بخشي از آباختلاط (به همراه آب تنظيم[33])به بتن اضافه كرد.

در طرح اختلاط‌هایداراي اين افزودني‌ها، به خصوص در بتن‌های با اسلامپ بيشتر از 70 ميليمتر ازلرزاندن (ويبره کردن) بيش از اندازه پرهيز شود زيرا باعث جداشدگی و آب انداختگی مي‌شود.البته آب انداختگی مختصر در سطح بتن در انجام پرداخت سطحی مفيد است. 

2-11- رهنمودهای كاربردی

چنانچه اطلاعات كافيو معتبر از كاربرد يك افزودني در دسترس نباشد، بهترين روش براي بررسي تاثير افزودنيبر خواص بتن انجام آزمايش‌هاي كارگاهي است. لازم است اين آزمايش‌ها با توجه بهاوضاع جوي پيش بيني شده، روش و امكانات عملي ساخت بتن، و با استفاده از مصالحمصرفي كارگاه انجام پذيرد. پارامترهايي كه انتظار مي‌رود در اثر به كار بردنكاهنده آب در طرح اختلاط بتن تغيير‌كنند عبارتند از: مقدار هوا، رواني، آبانداختگي، جداشدگي، زمان و روند گيرش، و مقاومت‌هاي مکانيکي.

قبل از شروع كار اصليبهتر است تعداد كافي طرح اختلاط در آزمايشگاه كارگاه، تهيه و آزمايش گردد و با ثبتو مقايسه آنها طرح‌هاي بهينه براي اجرا برگزيده شوند. اگرچه راهنمايي‌هاي بسيار مفيديدر آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران براي كاربردافزودني‌هاي شيميايي وجود دارد ولي اغلب آنها در شرايط استاندارد و آزمايشگاهيكنترل شده  نتيجه گيري شده‌اند. بنابراينبهتر است ضمن پيروي از آنها اقدام به انجام آزمايش‌هاي كارگاهي نزديك به شرايطواقعي كاربردي در كارگاه كرد.

همواره لازم است طرحاختلاط اين گونه بتن‌ها مجدداً بررسي شود چنانچه يك طرح بتن داراي كارآيي و قابليتپرداخت مناسب باشد و بخواهيم به آن افزودني كاهنده آب بيافزاييم، مقادير آب، سيمانو يا مقدار هوا تغيير مي‌كند و باعث تغيير در حجم كل بتن مي‌شود. در اينگونه موارد براي جبران كاهش حجم كل، بايستي به اندازهمقادير كاهش يافته آب و سيمان، مقادير متناسبي از سنگدانه‌ها به بتن اضافه گردد تانسبت سنگدانه‌هاي درشت به حجم كل بتن ثابت بماند. روش طراحي و تنظيم مخلوط‌ها  در ACI  211.1 شرح دادهشده است.

با توجه به اينكهاغلب افزودني‌هاي كاهنده آب، مواد محلول در آب هستند لازم است در هنگام محاسبه آباختلاط و نسبت آب به سيمان، مقدار آب موجود در اين افزودني‌ها محاسبه و معادل آناز آب اختلاط كاسته شود ولي بخش جامد آنها كه نسبت به حجم كل بتن بسيار ناچيزهستند معمولا ناديده گرفته مي‌شوند.

مخازن نگهداريافزودني‌ها بايد به آساني قابل شناسايي بوده و محلول‌ها در برابر آلودگي، تبخير،رقيق شدن، دماي بسيار بالا و يخ‌زدگي، محافظت شوند. توجه به زمان انبارداري هرافزودني براساس توصيه توليدكننده آن ضروري است. اختلاط دو يا چند افزودني با هممجاز نمي‌باشد مگر اينكه سازگاري آنها با يكديگر قبلاً توسط توليدكننده بلامانعاعلام شود، در غير اين صورت بايستي افزودني‌ها به طور جداگانه پيمانه و به مخلوطاضافه گردند. مثلاً ممكن است يك روان‌كننده با يك هوازا با هم سازگاري نداشتهباشند و هركدام در مخازن جداگانه نگهداري و با فاصله زماني مناسب وارد مخلوط كنبتن شوند.

با توجه به اينكهاين افزودني‌ها معمولا در مقادير بسيار كم و بر اساس نسبتهای كوچک سيمان مصرف مي‌شوند،لازم است لوازم اندازه‌گيری دقيقی برای پيمانه كردن آنها در كارگاه فراهم شده و درضمن آموزش‌های لازم در مورد حساسيت و تاثيرات منفی احتمالی ناشی از مصارف نادرستبه كاربران داده شود.

2-12- ارزيابي و انتخاب كاهنده آب

عملكرد افزودني‌هااز هر نوع و طبقه با يكي از شيوه‌هاي زير بررسي مي‌شوند. اين شيوه‌ها ممكن است بهتنهايي و يا تواماً  در تشخيص و انتخاب يكافزودني مورد توجه قرار گيرند.

1)  نتايج حاصل از كاربرد موفقيت آميز يك افزودني در كارهاي مشابه قبلي كه تحت شرايط كنترلشده كارگاهي انجام شده باشد. در اين روش بايستي تا حد امكان شرايط كار و مصالحمرجع انتخابي شبيه به شرايط كارگاه باشد.

2 ) انجام آزمايش‌هایكارگاهی با مصالح و شرايط موجود در محل كارگاه.

3) كتب و نشريات فنيو اطلاعات ارايه شده از سوي توليدكننده‌ها.

با استفاده ازروشهاي فوق محدوده مقادير مصرفي و حد بهينه آن تعيين مي‌شود و اثرات احتمالي ناشياز مصرف بيش از حد مورد بررسي قرار مي‌گيرد ولي لازم است اطلاعات كاملي از عملكردهايقبلي يك افزودني و نتايج آن كه بيانگر محدوده مقادير مصرف باشد در اختيار مصرفكننده قرار گيرد. بديهي است كه نتايج تاثير يك افزودني معين بر روي انواع سيمان،مقدار سيمان، نوع سنگدانه‌ها، شرايط آب و هوا و شرايط ساخت بتن متفاوت است وليمحدوده تعيين شده از سوي توليدكننده مي‌تواند ملاك سنجش در هر كارگاهي قرارگيرد.

از آنجايي كه اينافزودني‌ها عموماً مقاومت‌هاي بتن را افزايش مي‌دهند و اين فرصت را فراهم مي‌آورندكه مقدار سيمان كمتري مصرف شود، علاوه بر ايجاد صرفه جويي اقتصادي در طرح مي‌توانندحرارت آبگيري را كاهش دهند كه بخصوص در بتن ريزي‌هاي حجيم بسيار مؤثر است.  توجه شود كه استفاده از کاهنده‌هاي آب به خوديخود باعث كاهش حرارت آبگيري نمي‌شود بلكه كاهش مقدار سيمان اين امر را ميسر مي‌سازد.با استفاده از روان‌كننده كندگير مي‌توان با اصلاح زمان گيرش حرارت‌زايي بتن را درسنين اوليه کاهش داد.

براي توليد بتن‌هايیبا مقاومت زياد ( بيشتر از PSI6000  يا MPa 41 ) مي‌توان از فوق روان‌کننده و يافراروان‌كننده با خاصيت كندگيری در مقادير زيادتر استفاده نمود كه هم باعث كاهشبيشتر آب مي‌گردد و هم تاخيري كه درگيرش بتن بوجود مي‌آيد، موجب آرامش در روند كسبمقاومت  اوليه مي‌شود، بتن‌هايي كه بهآرامي‌كسب مقاومت اوليه مي‌كنند عموماً داراي مقاومت‌هاي دراز مدت بيشتري هستند.استفاده از روان‌كننده  كندگير در مقاديرزياد ممكن است گيرش بتن را دچار مشكل نمايد بتن‌هاي حاوي افزودني زودگير كننده،سريعتر به مقاومت‌هاي  اوليه دست پيدا مي‌‌كنندولي مقاومت‌هاي دراز مدت آنها از رشد كمتري برخوردار است.

در طراحي بتن‌هاي توانمنداستفاده از فوق‌روان‌كننده‌ها و فرا روان‌کننده‌ها پيشنهاد مي‌گردد كه مي‌توانآنها را  در مقادير زيادتر و بدون تاثيراتجانبي نامطلوب مصرف نمود ولي بدليل افت سريع كارآيي در اين گونه بتن‌ها هموارهتوصيه مي‌شود كه اين افزودني‌ها در محل مصرف به بتن اضافه گردند.

آيين نامه‌هاي معتبرو استاندارد‌هاي ساختماني ايران، مشخصات افزودني‌هاي كاهنده آب و روش ارزيابي آنهادر شرايط استاندارد و كنترل شده از قبيل دما، مقدار سيمان، كارآيي، مقدار هوايموجود و سنگدانه‌هاي دانه‌بندي شده را تعيين نموده‌اند. اين آيين نامه‌ها همچنينحداقل تغييراتي كه اين افزودني‌ها در كاهش مقدار آب، كسب مقاومت، محدوده زمانگيرش، جمع شدگي، و پايداري در برابر يخ زدگي و ذوب به وجود مي‌آورند را معين مي‌كنندولي اكثر كاهنده‌هاي آب قادرند بهتر از حداقل‌هاي خواسته شده در آيين‌نامـه‌هاكيفيت بتن را بهبود بخشند. به عنوان مثال برخي از روان‌كننده‌ها توانايي كاهش آببتن به ميزان بيش از 12 درصد را دارند و فوق‌روان‌كننده‌ها و فراروان‌كننده‌ها دربرخي موارد تا بيش از 30 درصد آب مصرفي را كم مي‌كنند.

 2-13 - كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابت بودنيك افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شده وبرابري آن با آزمايش‌هاي اوليه به اثبات برسد. آزمونهاي لازم براي شناسايي و تاييدافزودني‌ها شامل: تعيين درصد جامد، غلظت ظاهري، طيف سنجي براي مواد آلي، مقدار كلرايد،درجه قليايي ( pH)، و برخي موارد ديگر مي‌باشند. آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هايساختماني ايران راهنمايي‌هاي لازم براي تعيين يكنواختي افزودني‌هاي شيميايي را بهتفصيل بيان نموده‌اند. اگرچه با كنترل رنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت ومقدار pHمي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاه را تاييد يا ردكرد.

2-14- مراجع

1- فاميلي هرمز،"خواص بتن"، مترجم، 1378.

2- Rixom, R.and Mailvaganam, N. "CHEMICAL ADMIXTUIRES FOR CONCRETE", 3rd Ed.,1999, E & EN SPON.

3-" Guideline for Self-Compacting concrete", Japan Society of CivilEngineer 1998.

4 –ايراجيان محمود، "كاربرد مواد افزودني در پروژه‌هاي سدسازي"، چهارمينكنفرانس بين‌المللي سدسازي، ايران، تهران، 1380.

5 –ياوري عيسي، "فرهنگ شيمي"، انتشارات فاطمي، 1375.

6- ACI 212.3R –04, "Chemical Admixtures for Concrete", MCP-ACI 2006.

7-REILIM, "Application of Admixtures in Concrete", 1995.

8-Ramezanianpour, A.A., Sivasundaram, V., and Malhotra, V.M.,"Superplasticizers: Their Effect on the strength Properties ofConcrete"; ACI Concrete International, Vol. 17, No. 4, 1995.

9-Ramachandran V.S., Malhotra V.M., Jolicoeur C., and Spiratos N.,"SUPERPLASTICIZERS; Properties and applications in concrete",CANMENT, 1998.

10-Hewlett, "Lea's Chemistry of Cement and Concrete", 4th Ed., 1998,Arnold.

11-Kosmatka S. H., Kerkhoff B., and Panarese W.C., "Design and Control ofConcrete Mixtures", 14th ed., PCA – 2002.

افزودني‌هاي شيميائي بتن

مشخصات فني و لزوم استفاده از آنها

بخش سوم : افزودني هاي هوازا

پيدايش و گسترش بتنهوازايي شده در سال‌هاي مياني دهه‌ي 1930 يکي از پيشرفت‌هاي اساسي تکنولوژي بتن بهشمار مي‌آيد. در اثر اختلاط و هم‌زدن بتن، مانند هر ماده خميري ديگر، حباب‌هاي ريزو درشت هوا به طور اتفاقي و ناخواسته در بتن حبس مي‌شوند. حباب‌هاي هواي حبس‌شدهداراي شکل نامنظم هستند و اندازه آنها بزرگتر از 1000 ميکرون (يک ميليمتر) است.اين حباب‌ها ناپايدارند و بخش عمده‌اي از حباب‌هاي درشتي که به اين ترتيب ايجاد مي‌شوندبه سرعت از بين مي‌روند. هواي حبس شده به نام "هواي محبوس[34]"شناخته مي‌شود. منظور از "هوازايي[35]"آن بخش از حباب‌هاي ريز هوا است که به طور عمدي در بتن ايجاد مي‌شوند و با هوايمحبوس تفاوت آشکار دارد. قطر حباب‌هايي که به طور عمدي در بتن ايجاد مي‌شوند(هوازايي) از اندازه حباب‌هاي محبوس کوچکتر و عمدتا بين 10 تا 100 ميکرون است.براي هوازايي در بتن از يک افزودني هوازا که در حين اختلاط به بتن افزوده مي‌شوداستفاده مي‌گردد. براي هوازايي مي‌توان از سيمان هوازا نيز استفاده کرد ولي در حالحاضر در ايران سيمان هوازا توليد نمي‌شود. در اين فصل به هوازايي در اثر کاربرد يکافزودني هوازا پرداخته مي‌شود.

واژه هاي كليدي: بتنهوازايي شده، افزودني هوازا، هوازايي، هواي محبوس، بازده حجمي، قوام بتن، آب دوست،آب گريز.

1 – تعريف

افزودني‌هاي هوازا[36]يا هوازاها بنا به تعريف، افزودني‌هايي هستند که در حين اختلاط (با تاثيرگذاري برنيروهاي کشش سطحي آب)، ساختاري همگن از ريزحباب‌هاي ناپيوسته در بتن، ملات، ياخمير سيمان پديد مي‌آورند. افزودني‌هاي هوازا در حقيقت با تشکيل و تثبيت حباب‌هايهوايي که در حين اختلاط وارد بتن مي‌شوند، مقدار هواي بتن را افزايش مي‌دهند و برخلاف افزودني‌هاي گازساز يا کف‌زا هيچگونه گاز يا کفي در اثر واکنش شيميايي در بتنايجاد نمي‌کنند.

2 – مكانيزم عملكرد هوازاها

هوازاها از نوعافزودني‌هاي با عملكرد فيزيكي هستند و تاثير مستقيم ‌بر فرآيند آبگيري سيمانندارند. اين افزودني‌ها عمدتا از مواد اثركننده بر سطح تشکيل مي‌شوند. مواداثركننده بر سطح[37]موادي هستند كه در سطح مشترك بين دو فاز آميخته نشدني متمركز مي‌شوند و نيروهايفيزيكي-شيميايي موثر بر اين سطح را تغيير مي‌دهند.

هوازاها در سطحمشترک هوا–آبدر خمير سيمان عمل مي‌کنند و کشش سطحي آب را کاهش مي‌دهند و بدين ترتيب بخش عمده‌اياز حباب‌هاي هواي ناپايدار پديدآمده در حين اختلاط را به ريزحباب‌هاي پايدار تبديلمي‌کنند. اين افزودني‌ها عمدتا داراي يک انتهاي آب‌دوست[38]و يک دنباله آب‌گريز[39]هستند. انتهاي آب‌دوست آنها در آب مي‌ماند و دنباله آب‌گريز آنها در داخل حباب هواگرفتار مي‌شود و از داخل شدن آب به درون حباب (ترکيدن حباب) جلوگيري مي‌کند و موجبپايداري حباب‌هاي تشکيل‌شده مي‌شود^[8].نمايي از چگونگي پايدار شدن حباب‌هاي هوا توسط افزودني هوازا در شکل 1 نشان دادهشده است^[7].انتهاي آب‌دوست که در سطح حباب و در تماس با آب قرار دارد با بار الکتريکي که بهحباب‌ها مي‌دهد از يک سو با استفاده از پديده دفع بارهاي همنام از به هم چسبيدنحباب‌ها به يکديگر جلوگيري مي‌کند (شکل 2) و از سوي ديگر به جذب اين حباب‌ها بهسطح ذرات سيمان و سنگدانه کمک (شکل3) و مانند يک عامل رابط و پيونددهنده بين ذراتسيمان و سنگدانه عمل مي‌کند و چسبندگي دروني[40](قوام) بتن را بهبود مي‌بخشد^[7]. 

3 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

مواد هوازا با ويژگي‌هاو خواص جانبي گوناگون توليد و ارايه مي‌شوند كه بخش اصلي مواد تشكيل‌دهنده آنهاعبارتند از[2], [6], [7]:

• رزين‌هاي خنثي‌شده چوب*، Neutralized wood resins

• نمک‌هاي اسيدهاي چرب، Fatty-acid salts
• نمک‌هاي مواد پروتيني، Salts of proteinaceous materials

·       سولفونات‌هاي آلکيل-آريل، Alkyl-aryl sulfonates

·       سولفات‌هاي آلکيل، Alkyl sulfates

·       اتوکسيلات‌هاي فنل، Phenol ethoxylates

4 – كاربرد

افزودني‌هايهوازا به دلايل زير در بتن به کار مي‌روند:

·       بهبود پايايي بتن سخت‌شده به ويژه در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن

·       بهبود ويژگي‌هاي بتن تازه به ويژه کارآيي (کارپذيري) و قوام

هر چند دليل اصليکاربرد افزودني هوازا بهبود پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن است ولي اينافزودني ساير ويژگي‌هاي بتن را نيز به اندازه‌اي بهبود مي‌بخشد که کاربرد آن درمناطق معتدل و گرم (بدون خطر يخبندان) را با رشد روزافزون روبرو کرده است. 

5 – تاثير هوازاها بر ويژگي‌هاي بتن تازه

افزودني‌هاي هوازاعلاوه بر افزايش مقدار هواي مخلوط بتن تازه، بر برخي ديگر از خواص آن نيز تاثير مي‌گذارند.

5-1 – بازده حجمي‌

از آنجا که هوازاييموجب افزايش حجم بتن تازه مي‌شود، در هنگام طرح اختلاط بايد اين افزايش حجم درمحاسبات مربوط به بازده حجمي ‌و تعيين نسبت اجزاي تشکيل‌دهنده بتن در نظر گرفتهشود.

5-2 - كارآيي

حباب‌هاي هوا مانندساچمه‌هاي ريزي عمل مي‌کنند که حرکت سنگدانه‌ها بر روي يکديگر را، به ويژه در بتن‌هايکم‌سيمان، آسانتر مي‌کنند و رواني (اسلامپ) بتن را افزايش مي‌دهند. به عبارت ديگر،در بتن‌هاي با رواني يکسان، بتن هوازايي شده به مقدار آب کمتري نياز دارد^[5].

از آنجا که هوازايي،حجم خمير را در مخلوط بتن افزايش مي‌دهد، حالت خميري بتن‌هاي کم‌سيمان را بهبود مي‌بخشدو کارکردن با آنها را آسان‌تر مي‌کند. اين موضوع به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان کهبزرگترين اندازه سنگدانه آنها بيش از 38 ميليمتر است بسيار چشمگيرتر است^[1].

نکته 1- در بتن‌هايپرسيمان، هوازايي ممکن است حالت خميري بتن را به اندازه‌اي افزايش دهد که تاثيرمنفي بر کارپذيري مخلوط داشته باشد.

هوازايي در مخلوط‌هايبتن با ريزدانه ناكافي مي‌تواند چسبندگي داخلي بين سنگدانه‌ها را تا حدودي افزايشدهد (شکل 3) و حالت خميري و كارآيي بتن را بهبود بخشد. به همين دليل استفاده ازافزودني‌هاي هوازا در اندودهاي سيماني، چسبندگي و قوام اين اندودها را بهبود مي‌بخشد^[1].

5-3 - آب انداختن

در بتن‌هاي باريزدانه ناکافي، حباب‌هاي هوا با توجه به گستردگي اندازه‌شان مانند ريزدانه‌ها عملمي‌کنند و با پرکردن فضاي خالي بين دانه‌هاي بزرگتر، آب‌انداختن بتن را کاهش مي‌دهند^[1].

5-4 - جداشدگي

هوازايي به دليلافزايش حجم بخش خمير مخلوط و بهبود چسبندگي داخلي، جداشدگي را کاهش مي‌دهد^[1].اين موضوع به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان يا با ريزدانه ناکافي نمايان‌تر است.

 5-5 - پرداخت پذيري

هوازايي در بتن‌هايکم‌سيمان يا با ريزدانه ناکافي مي‌تواند پرداخت‌پذيري مخلوط را بهبود بخشد ولي دربتن‌هاي پرسيمان يا پرماسه به دليل افزايش بيش از اندازه چسبندگي مخلوط ممکن استعمليات پرداخت سطح بتن را با مشکل روبرو کند^[1].

5-6 – تراكم‌پذيري

حباب‌هاي هوا بهدليل عملکرد ساچمه‌اي، حركت و لغزش ذرات بر روي يكديگر را در داخل مخلوط بتن آسان‌ترمي‌كنند و خواص ريولوژيك بتن تازه و رفتار آن را در هنگام ارتعاش و متراكم‌شدنبهبود مي‌بخشند^[7].براي متراكم‌كردن بتن‌هاي هوازايي شده در مقايسه با بتن شاهد به انرژي كمتري نيازاست. اين اثر در بتن‌هاي با رواني (اسلامپ) كم و به ويژه در بتن‌هاي بدون اسلامپنمايان‌تر است.

6 - تاثيربر ويژگي‌هاي بتن سخت شده

6-1 - مقاومت

هوازايي باعث افزايشتخلخل خمير سيمان مي‌شود و کاهش مقاومت بتن را به دنبال دارد. در حالت کلي هر يکدرصد افزايش هواي بتن مي‌تواند مقاومت آن را 3 تا 5 درصد کاهش دهد^[5].

براي رواني يکسان،هنگامي‌که در بتن‌هاي کم‌سيمان از سنگدانه‌هاي بزرگ استفاده مي‌شود، هوازاييالزاما منجر به کاهش مقاومت بتن نمي‌شود. هوازايي در بيشتر موارد، آب اختلاط موردنياز و در نتيجه نسبت آب به سيمان را کاهش مي‌دهد و مي‌تواند اثر کاهش مقاومت ناشياز هوازايي در بتن را جبران ‌کند^[5].

6-2 – جرم حجمي

هوازايي به دليلافزايش تخلخل بتن، جرم حجمي‌بتن تازه و سخت‌شده را کاهش مي‌دهد. اين کاهش جرم حجميبتن به اندازه‌اي نيست که بتن حاصله به عنوان بتن سبک به شمار آيد.

6-3 –پايايي در برابرچرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن

ايجاد حباب‌هاي هوادر بتن، بيشترين تاثير را در بهبود پايايي آن در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدندارد^[4].چنانچه خمير سيمان داراي حباب‌هاي هوا باشد و ميانگين فاصله بين حباب‌هاي هوا خيليبزرگ نباشد، اين حباب‌ها مانند محفظه‌هايي براي جادادن آب يخ نزده عمل مي‌كنند واز فشار ايجاد شده در حفره‌‌ها و لوله‌هاي مويين مي‌كاهند. عقيده عمومي ‌بر آن استكه خمير سيماني كه مقاومت كافي داشته باشد مي‌تواند به كمك هوازايي كاملاً درمقابل آسيب ناشي از يخ زدگي مصونيت يابد. با اين حال بايد در نظر داشت كه هوازاييبه تنهايي نمي‌‌تواند مانع آسيب ديدگي بتن در اثر يخ زدگي شود زيرا بايد پديده يخ‌زدگيدر سنگدانه را نيز در نظر داشت^[1].

تاثيرگذاري هوازاييبر بهبود پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن، علاوه بر مقدار هواي بتن، بهفاصله و اندازه‌ي حباب‌هاي هوا و به طور کلي به ساختار حباب‌هاي هوا بستگي دارد^[4].روشي براي ارزيابي ساختار و سيستم حباب‌هاي هوا در بتن سخت‌شده در ASTM C457 تشريح شده است. چنانچه ويژگي‌هاي حباب‌هايهوا به ترتيب زير باشد، مي‌توان آن را به عنوان ساختاري با مقاومت کافي در برابريخ‌زدن و آب‌شدن انگاشت^[4]:

• ضريب فاصله، L، (شاخصي که بيانگر فاصله بين حباب‌ها است) کم‌تر از 2/0 ميليمتر باشد.
• سطح ويژه (مساحت سطح حفره‌هاي هوا) به ازاي هر ميليمتر مکعب از حجم سيستم حباب‌هاي هوا کمتر از 24 ميليمتر مربع نباشد.
• تعداد حفره‌ها در يک پيمايش خطي 25 ميليمتري، به اندازه قابل ملاحظه‌اي بزرگ‌تر از مقدار عددي درصد هواي بتن باشد.

6-4- بهبود پاياييدر برابر واکنش‌هاي انبساط‌زا

همانگونه که حباب‌هايهوا مانند محفظه‌هايي براي کاهش فشار ناشي از يخ‌زدن عمل مي‌کنند، به روشي مشابهمي‌توانند براي جاي‌دادن محصولات حاصل از انبساط در حمله سولفاتي يا واکنش قلياييسيليسي عمل کنند و از پديد آمدن تنش‌هاي مخرب ناشي از انبساط اين محصولات جلوگيريکنند^{[1]و [7]}.کارآمد بودن هوازايي در برابر اينگونه واکنش‌هاي انبساطي مخرب نيازمند تحقيق وبررسي بيشتري است.

6-5- نفوذپذيري

نفوذپذيري بتن دربرابر مايعات، با افزايش مقدار هواي بتن (ناشي از هوازايي) کاهش مي‌يابد. به طورکلي نفوذپذيري بتن هوازايي شده کمتر از بتن هوازايي نشده است^[2].

6-6- مقاومت دربرابر يخ‌زداها

هوازايي، مقاومت بتندر برابر پوسته‌شدگي ناشي از کاربرد نمک‌هاي يخ‌زدا را افزايش مي‌دهد^[2].براي توليد بتن مقاوم در برابر پوسته‌شدن لازم است حباب‌هاي هوا به طور يکنواختپخش شوند. عدم يکنواختي مي‌تواند ناشي از پراکندگي نامناسب حباب‌هاي هوا در حيناختلاط باشد.

7 -تاثير مواد متشكله بتن بر عملكرد هوازاها

همانگونه كه وجودماده افزودني هوازا روي نسبت اجزا و ويژگي‌هاي بتن تاثير مي‌گذارد، خواص و مقداراجزاي تشكيل‌دهنده بتن نيز تاثير متقابل بر عملكرد هوازاها دارند.

7-1- سيمان

در محدوده مقاديرمتعارف سيمان و به ازاي درصد مصرف ثابت هوازا نسبت به سيمان، مقدار هواي ايجاد شدهبا افزايش مقدار سيمان کاهش مي‌يابد^[1].تقريبا افزايش هر 90 کيلوگرم سيمان در متر مکعب بتن، مقدار هواي ايجاد شده در بتن(هوازايي) را حدود 1٪کاهش مي‌دهد^[2].

در مقدار ثابت سيمانو ماده هوازا، افزايش ريزي ذرات سيمان به کاهش مقدار حباب‌هاي هوا منجر خواهد شد.براي دستيابي به مقدار هوازايي يکسان، سيمان پرتلند نوع 3 که سيماني با ريزي زياداست در مقايسه با سيمان نوع 1 با ريزي معمولي، ممکن است به دو برابر ماده افزودنيهوازا نياز داشته باشد^[1].

سيمان‌هاي پرقليا درمقايسه با سيمان‌هاي کم‌قليا، به ازاي مقدار يکسان ماده هوازا، ممکن است حباب‌هايهواي بيش‌تري ايجاد کنند. براي دستيابي به مقدار هواي يکسان، سيمان کم‌قليا درمقايسه با سيمان پرقليا ممکن است به 20 تا 40 درصد (گاه تا 70 درصد) ماده هوازاي بيش‌تري نياز داشته باشد. اگر در کارگاهاز سيمان‌هاي گوناگون استفاده مي‌شود بايد براي هر نوع سيمان، مقدار ماده افزودنيمناسب تعيين شود^[1].

7-2- سنگدانه درشت

اندازه سنگدانه درشتبر مقدار هواي بتن (هوازايي شده و معمولي) تاثير چشمگيري دارد. با کاهش بزرگتريناندازه سنگدانه، به دليل افزايش حجم ملات در مخلوط، مقدار هواي ايجاد شده به ازايمقدار ثابت افزودني هوازا افزايش مي‌يابد. اين موضوع در بتن‌هاي با بزرگتريناندازه کوچکتر از 5/37 ميليمتر برجسته‌‌تر است و براي بتن‌هاي با سنگدانه‌هاي بزرگ‌‌تراز 5/37 ميليمتر، در اثر تغيير بزرگترين اندازه سنگدانه، مقدار هواي ايجاد شدهتغيير چنداني نمي‌کند^[1].

7-3- سنگدانه ريز

مقدار سنگدانه ريزمخلوط بر مقدار هواي ايجاد شده تاثير مي‌گذارد. افزايش سنگدانه ريز موجب مي‌شود کهبه ازاي مقدار معيني سيمان و يا ماده افزودني هوازا، مقدار بيش‌تري حباب هوا ايجادشود (در بتن هوازايي نشده نيز هواي محبوس بيش‌تر مي‌شود) ^[1].

بخش‌‌هايي ازسنگدانه ريز که از الک نمره 30 مي‌گذرند و روي الک نمره 100مي‌مانند (دانه‌هاي بين150 تا 600 ميکرون)، نسبت به دانه‌هاي خيلي ريز يا درشت‌تر، حباب‌هاي هواي بيش‌تريرا ايجاد مي‌کنند. اگر مقدار دانه‌هاي عبوري (گذرنده) از الک نمره 100 (کوچکتر از150 ميکرون) زياد باشد، باعث کاهش بسيار زيادي در حباب‌هاي هوا خواهد شد. سنگدانه‌هايريز از منابع گوناگون، حتي اگر دانه‌بندي مشابهي داشته باشند، ممکن است مقاديرمتفاوتي حباب هوا ايجاد کنند. اين موضوع مي‌تواند ناشي از اختلاف در شکل و بافتسطحي دانه‌ها يا ناشي از آلودگي دانه‌ها با مقادير جزيي مواد آلي باشد^[1].

7-4- آب اختلاط

افزايش آب اختلاطباعث مي‌شود که آب بيش‌تري براي تشکيل حباب‌هاي هوا در محيط موجود باشد و به هميندليل باعث افزايش مقدار هوا مي‌شود.

افزودن مقدار کمي ‌آببه بتني با اسلامپ پايين، که حاوي مقادير زيادي از مواد افزودني کاهنده آب و هوازاباشد، مي‌تواند مقدار هوا و اسلامپ بتن را به مقدار زيادي افزايش دهد. از سويديگر، افزودن آب به مخلوط‌هاي خيلي روان ( با اسلامپ 200 تا 250 ميليمتر ) ممکناست مقدار هواي بتن را کاهش دهد^[1].

کيفيت آب اختلاطمصرفي نيز ممکن است بر مقدار هواي بتن تاثير گذارد. آب آلوده به جلبک مقدار هوا راافزايش مي‌دهد. آب بازيافتي از شستشوي مخلوط‌کن‌ها که حاوي مقادير زيادي موادقليايي است نيز مي‌تواند مشکل آفرين باشد^[1].تاثير مقدار قليايي‌ها بر هوازايي در بند 3-7-1 شرح داده شده است. آب‌هاي با سختي زياددر بيشتر موارد مقدار هواي بتن را کاهش مي‌دهند^[1].

7-5- پوزولان‌ها ورنگدانه‌ها

وجود مصالح ريزدانهو ذرات کوچکتر از 20 ميکرون در مخلوط (صرف نظر از اين که پرکننده، پوزولان، يارنگدانه باشد) موجب کاهش هواي بتن مي‌شود^[2].خاکستر بادي، مواد رنگي مانند دوده کربن يا ساير مواد خيلي ريز به ازاي مقدارمعيني از ماده افزودني، معمولاً مقدار حباب‌هاي هوا را کاهش مي‌دهند^[3].اين موضوع به خصوص در مورد ريزدانه‌هايي که درصد زيادي کربن دارند صدق مي‌کند^[1].

استفاده از مقاديرزياد سرباره يا دوده سيليسي در بتن ممکن است مقدار افزودني مورد نياز را، برايدستيابي به يک مقدار معين هوا، تا دو برابر افزايش دهد^[1].

7-6- افزودني‌هايشيميايي

مواد افزودنيکندگيرکننده و کاهنده‌هاي آب، با پايدار کردن حباب‌هاي هوا، بازدهي مواد افزودنيهوازا را 50 تا 100 درصد افزايش مي‌دهند. بنابراين، وقتي از اين مواد استفاده مي‌شودمعمولا مقادير کم‌تري مواد افزودني هوازا مقدار هواي مورد نظر را تامين خواهند کرد^[1].همچنين زمان افزودن مواد افزودني کاهنده آب يا کندگيرکننده به داخل مخلوط بر مقدارهواي ايجاد شده تاثير مي‌گذارد. به طور کلي هر چه اين افزودني‌ها ديرتر به مخلوطاضافه شوند مقدار هوا افزايش مي‌يابد.

کندگيرکننده‌ها ممکناست فاصله بين حفره‌هاي هواي بتن را افزايش دهند^[1].برخي از مواد افزودني کاهنده آب يا کندگيرکننده‌ها با بعضي از مواد هوازا سازگاريندارند. چنانچه اين مواد پيش از آنکه به داخل مخلوط‌کن ريخته شوند با هم به آباختلاط اضافه شوند، ممکن است رسوب تشکيل دهند. اين رسوب بخشي از حبابهاي هوايمخلوط بتن را از بين خواهد برد اما اين امر هرگز به آن معني نيست که اگر موادافزودني ياد شده به طور جداگانه به بتن اضافه شوند به طور کامل موثر نباشند.

فوق روان‌کننده‌ها(بساکاهنده‌هاي آب) بسته به فرمول شيميايي‌ و اسلامپ بتن، ممکن است مقدار هواي بتنرا افزايش يا کاهش دهند. فوق‌روان‌کننده‌هاي با پايه نفتالين به افزايش مقدار هواگرايش دارند در حالي که فوق‌روان‌کننده‌هاي با پايه ملامين ممکن است مقدار هوا راکاهش دهند يا بر مقدار هوا اثر اندکي داشته باشند^[1].فراروان‌کننده‌ها عمدتا در مقادير مصرف زياد ممکن است هواي بتن را کاهش دهند.

فوق‌روان‌کننده‌هابا افزايش ابعاد کلي حفره‌هاي هواي ايجاد شده بر خصوصيات سيستم حفره‌هاي هواي بتنسخت شده تاثير مي‌گذارند. اين موضوع منجر به افزايش ضريب فاصله به مقاديري بيشازحد متعارف مي‌شود که گاه بزرگتر از فاصله‌اي است که براي پايايي (دوام) در برابريخ‌زدن و آب‌شدن مطلوب شمرده مي‌شود (بخش 3-6-3). با اين همه، آزمايش‌هاي انجامشده روي بتن‌هاي هوازايي‌شده حاوي فوق‌روان‌کننده با ضرايب فاصله قدري بزرگ‌ترنشان داده‌اند که اين بتن‌ها در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن از دوام مطلوبي برخوردارند^[3].اين موضوع ممکن است ناشي از کاهش نسبت آب به سيمان در بتن‌هاي داراي فوق‌روانکننده باشد^[5].

شتاب‌دهنده‌هاي(تسريع‌کننده‌هاي) غيرکلريدي بسته به ساختار شيميايي‌ خود ممکن است مقدار هوا راافزايش يا کاهش دهند ولي عموماً اثر ناچيزي بر مقدار هوا دارند^[1].

8 -تاثير عوامل محيطي و اجرايي

چگونگي اختلاط، دما،انتقال و جابجاکردن، ارتعاش و لرزاندن، رواني (اسلامپ)، و پرداخت بتن از جمله عواملمهم و تاثيرگذار بر عملكرد افزودني‌هاي هوازا هستند.

8-1- اختلاط 

نحوه اختلاط يکي ازمهم‌ترين عوامل موثر بر توليد حباب‌هاي هوا در بتن است. مقدار حبابهاي هوا بر حسبنوع و شرايط مخلوط‌کن، حجم بتني که مخلوط مي‌شود، و ميزان و مدت اختلاط تغيير مي‌کند.چنانچه تيغه‌هاي دستگاه مخلوط‌کن فرسوده شوند يا بتن سخت‌شده در داخل ديگ مخلوط‌کنيا روي تيغه‌هاي آن انباشته شود مقدار حباب‌هاي هوا در يک مخلوط مشخص به نحوچشمگيري کاهش مي‌يابد. به علت وجود اختلاف در زمان و نحوه اختلاط، ممکن است مقاديرحباب‌هاي هواي بتن‌هاي ساخته شده در مخلوط‌کن‌هاي ثابت در مقايسه با بتن‌هاي ساختهشده در مخلوط‌کن‌هاي متحرک به نحوه چشمگيري تفاوت داشته باشند. وقتي حجم پيمانهبتن به نحو چشمگيري با ظرفيت اسمي ‌مخلوط‌کن تفاوت داشته باشد، ممکن است مقدار هواافزايش يا کاهش يابد. در مخلوط‌کن‌هاي بزرگ چنانچه حجم پيمانه بتن خيلي کوچک باشدحباب هواي ناچيزي در بتن ايجاد مي‌شود ولي با افزايش حجم پيمانه تا ظرفيت اسمي‌مخلوط‌کن،مقدار هواي ايجاد شده افزايش مي‌يابد^[1].

با افزايش سرعتاختلاط تا حدود 20 دور درر دقيقه، مقدار هواي بيش‌تري ايجاد مي‌شود و با افزايشسرعت اختلاط به بيش از 20 دور در دقيقه مقدار هواي ايجاد شده کاهش مي‌يابد. زمان وسرعت اختلاط، در مخلوط‌هاي گوناگون تاثير متفاوتي بر مقدار هوا مي‌گذارد. در هنگاماختلاط با برخي مخلوط‌کن‌ها و انواع خاصي از تجهيزات اختلاط، مقادير چشمگيري ازهوا ممکن است هدر رود^[1].

8-2- دماي بتن

دماي بتن بر مقدارهواي آن تاثير مي‌گذارد. با افزايش دماي بتن به خصوص وقتي اسلامپ نيز افزايش يابد،حباب‌هاي هواي کم‌تري ايجاد مي‌شود. اين اثر، به خصوص در هنگام بتن‌ريزي در هوايگرم مهم است. کاهش مقدار هوا را در صورت نياز مي‌توان با افزايش مقدار مادهافزودني هوازا جبران کرد. در بتن ريزي در هواي سرد ماده افزودني هوازا ممکن استمقداري از تاثير خود را از دست بدهد زيرا در حين ساخت بتن از آب گرم استفاده مي‌شود.براي جبران اين افت، مواد افزودني بايد پس از رسيدن مصالح به دماي تعادل به مخلوطاضافه شوند. اگر چه افزايش دماي بتن در حين اختلاط عموماً حجم هوا را کاهش مي‌دهدولي ضريب فاصله و سطح ويژه حباب‌هاي هوا تحت تاثير زيادي قرار نمي‌گيرند^[1].

8-3- انتقال و جابهجا کردن

به طور کلي مقدارياز هواي بتن، تقريباً 1 تا 2 درصد، در حين انتقال بتن از مخلوط‌کن به محل بتن‌ريزيهدر مي‌رود^[1].مقدار هواي بتن در حين انتقال تحت تاثير پاره‌اي عوامل مانند زمان حمل، ميزان همزدن يا ارتعاش در حين انتقال، دما، اسلامپ، مقدار آبي که دوباره اضافه مي‌شود، ونيز اجزاي تشکيل دهنده بتن قرار دارد. مقدار هواي بتن در محل بتن ريزي و در حينبتن ريزي از طريق تخليه با شوت، جرثقيل و جام (باکت)، فرغون، گاري موتوري و بيلتقريباً ثابت باقي مي‌ماند. جابه‌جا کردن بتن با پمپ و تسمه نقاله طويل مي‌تواندبه کاهش مقدارهواي بتن منجر شود. پمپ کردن بتن باعث کاهش مقدار هوا تا حدود 5/2درصد مي‌شود^[1].افت مقدار هوا در بتن روان در حين اختلاط و جابجايي حدود 5/1 درصد است^[1].

8-4- ارتعاش ولرزاندن بتن

ارتعاش و لرزاندنبتن موجب کاهش چشمگيري در مقدار هوا خواهد شد و بايد از ارتعاش طولاني مدت بتنهوازايي‌شده پرهيز کرد. هر چه اسلامپ زيادتر، مقدار هواي اوليه بيش‌تر، و مدت زمانارتعاش طولاني‌تر باشد، درصد کاهش مقدار هوا حين ارتعاش زيادتر مي‌شود^[1].چنانچه لرزاندن به درستي انجام گيرد، مقدار کمي ‌از حباب‌هاي هوايي که عمداً ايجادشده‌اند، از دست خواهند رفت. هوايي که حين جا به جايي بتن و ارتعاش از بين مي‌رود،اکثراً حباب‌هاي بزرگي را شامل مي‌شود که از نظر مقاومت و دوام معمولاً نامطلوب‌اند^[1].

ارتعاشگرهاي دروني[41]بيش‌تر از ارتعاشگرهاي بيروني[42]مقدار هوا را کاهش مي‌دهند. مقدار از دست دادن هوا ناشي از ارتعاش با کاهش حجم بتنيا با افزايش بسامد[43]ارتعاش، افزايش مي‌يابد. بسامدهاي ارتعاش پايين‌تر (حدود 8000 دور در دقيقه) نسبتبه بسامدهاي بالاتر (حدود 14000 دور در دقيقه)، بر ضرايب فاصله و مقدار هواي بتنتاثير کم‌تري دارند. بسامدهاي بالا، پس از 20 ثانيه ارتعاش، مي‌توانند به نحوچشمگيري ضرايب فاصله را افزايش و مقادير هوا را کاهش دهند^[1].

8-5- اسلامپ

به ازاي مقدار ثابتاز ماده افزودني هوازا، مقدار هواي بتن با افزايش اسلامپ تا حدود 175 ميليمتر،افزايش مي‌يابد و با افزايش بيش‌تر اسلامپ، مقدار هوا کاهش مي‌يابد. ^[1].افزايش رواني، امکان حرکت و لغزش دانه‌ها بر روي يکديگر و به طور کلي عمل هم‌زدن واختلاط را آسان‌تر و امکان تشکيل حباب‌هاي هوا را بيش‌‌تر مي‌کند. در بتن‌هاي بارواني‌هاي زياد، احتمال پرشدن فضاي خالي بين دانه‌ها بزرگتر با دانه‌هاي ريزتر بيش‌ترمي‌شود و اين موضوع مي‌تواند به رانده شدن و از بين رفتن حباب‌هاي هوا منجر شود(بيانجامد).

افزودن هر 5 ليتر آبدر يک متر مکعب بتن مي‌تواند اسلامپ را تقريباً به اندازه 25 ميليمتر افزايش دهد^[5].هر 25 ميليمتر افزايش اسلامپ در بتن‌هاي با اسلامپ پايين تا متوسط و با  مقدار ماده افزودني هوازا ثابت، مقدار هواي بتنرا تقريباً نيم تا يک درصد افزايش مي‌دهد^[1].اين مقادير تقريبي تا حدود زيادي به دماي بتن، اسلامپ، نوع و مقدار سيمان و مادهافزودني مصرفي بستگي دارد.

8-6- پرداخت

شمشه‌کشي، ماله‌کشي،و عمليات متعارف ‌پرداخت کردن که به درستي انجام شوند روي مقدار هوا اثر نمي‌گذارند.با اين وجود، عمليات پرداخت پيش از موقع ممکن است مقدار هواي ايجاد شده در سطح بتنرا کاهش دهد و سطح بتن را مستعد پوسته شدن ‌کند. پرداخت بيش از اندازه نيز مي‌تواندباعث کاهش هواي ايجاد شده در سطح بتن شود^[1].

9 -رهنمودهاي كاربردي

چنانچه اطلاعات كافيو معتبر از كاربرد يك افزودني هوازا در دسترس نباشد، بهترين روش براي بررسي تاثير افزودنيبر خواص بتن انجام آزمايش‌هاي كارگاهي است. اين آزمايش‌ها بايد با توجه به شرايطآب و هوايي مورد انتظار، روش و امكانات عملي ساخت و اجراي بتن و با استفاده از مصالحمصرفي كارگاه انجام پذيرد. مقدار هوا، رواني، آب انداختن، جداشدگي، و مقاومت‌هاي مکانيکياز جمله پارامترهايي هستند كه انتظار مي‌رود در اثر به كار بردن مواد هوازا در طرحاختلاط بتن تغيير‌كنند.

اگرچه راهنمايي‌هايبسيار سودمندي در آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايرانبراي كاربرد افزودني‌هاي شيميايي وجود دارد ولي اغلب آنها براي شرايط استاندارد وآزمايشگاهي در نظر گرفته شده‌اند. بنابراين بهتر است ضمن پيروي از آنها اقدام بهانجام آزمايش‌هاي كارگاهي[44]نزديك به شرايط واقعي كاربردي در كارگاه كرد.

از به کاربردنافزودني‌هاي هوازا به شکل پودر بايد پرهيز شود. اين افزودني‌ها بايستي به صورتمحلول به مخلوط بتن افزوده شوند.

از آنجا که عملکردافزودني‌هاي هوازا به نوع و شدت اختلاط بستگي دارد، بايد آنها را در ايستگاه بتن‌سازو در هنگام اختلاط به بتن اضافه کرد و افزودن آنها در پاي کار به داخل ديگ کاميونمخلوط‌کن کارآمد نيست و توصيه نمي‌شود.

براي نحوه نگهداري وانبارکردن افزودني‌هاي هوازا به بخش اول مراجعه شود.

به دليل اهميت موضوعو همچنان‌که پيش‌تر گفته شد، چون هوازاها با برخي از افزودني‌هاي ديگر و به ويژهبا برخي از کاهنده‌هاي آب سازگاري ندارند و آميختن آنها پيش از ريختن در مخلوط بتنمي‌تواند منجر به توليد رسوب و کاهش راندمان افزودني‌ها شود بايد هوازاها به طور جداگانهپيمانه و به مخلوط اضافه گردند.

با توجه به اين كهمقدار مصرف افزودني‌ها هوازا بسيار اندک است (معمولا بين 05/0 تا 15/0 درصد جرم سيمان)،ابزار  اندازه‌گيري براي پيمانه كردن آنهادر كارگاه بايد دقت بسيار زيادي داشته باشند. بهتر است که اين افزودني‌ها پيش ازپيمانه کردن، با آب رقيق شوند تا خطاي پيمانه کردن آن‌ها به حداقل برسد.

آموزش کاربران وآگاه کردن آنان در مورد حساسيت و اثرات منفي احتمالي ناشي از مصارف نادرست افزودنيهوازا، الزامي و بسيار سودمند خواهد بود.

10 -ارزيابي و انتخاب ماده هوازا

براي ارزيابي وانتخاب افزودني هوازا، علاوه بر موارد گفته شده در بندهاي 7 و 8  بخش اول، لازم است موارد زير نيز در نظر گرفتهشوند.

چنانچه طرح بتن دارايكارآيي و قابليت پرداخت مناسب باشد و ماده افزودني هوازا به آن افزوده شود، مقدار هوايبتن افزايش مي‌يابد و باعث تغيير در حجم كل بتن مي‌شود. از سوي ديگر، استفاده ازافزودني هوازا موجب بهبود رواني و چسبندگي داخلي بتن نيز مي‌شود. در اينگونه مواردبراي جبران افزايش حجم مخلوط به دليل هوازايي، مي‌توان به اندازه مقدار هوايافزايش يافته از حجم آب يا سنگدانه ريز يا هر دو کاست.

مقدار مصرف افزودنيهوازا براي دستيابي به يک مقدار مشخص هوا در بتن بايد بر اساس ساخت مخلوط‌هايآزمايشي با مصالح مصرفي تعيين شود. مقادير مصرف واقعي در مواردي ممکن است بامحدوده مصرف پيشنهادي توليدکننده تفاوت قابل ملاحظه‌اي داشته باشد.

براي اصلاح تاثيرمقدار هوا بر اسلامپ در مخلوط آزمايشي بتن هوازايي شده، به ازاي هر يک درصد افزايشيا کاهش مقدار هواي مخلوط آزمايشي مي‌توان مقدار آب اختلاط را به اندازه 5/2کيلوگرم در متر مکعب بتن کاهش يا افزايش داد^[5].

مقدار هواي اندازه‌گيريشده در بتن هوازايي شده، مجموع هواي محبوس و هواي ايجاد شده (هوازايي) است. ازآنجا که فقط حباب‌هاي عمدي ايجاد شده در مقاومت در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن نقشدارند، براي اطمينان از مقاومت بتن هوازايي شده در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدننمي‌توان تنها به مقدار هواي اندازه‌گيري شده بسنده کرد. براي اطلاعات بيشتر بهبند 3-6 مراجعه شود.

11 - كنترلكيفيت

يكنواختي و ثابتبودن يك افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شودو برابري آن با آزمايش‌هاي اوليه به اثبات برسد. آزمون‌هاي لازم براي شناسايي و تاييدافزودني‌ها شامل: تعيين درصد مواد جامد، غلظت ظاهري، طيف سنجي براي مواد آلي،مقدار كلرايد، درجه قليايي ( pH)، و برخي موارد ديگر مي‌باشند.

معمولا با كنترلرنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت و مقدار pH مي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هايوارده به كارگاه را تاييد يا رد كرد.

12مراجع

1- KosmatkaS.H., Kerkhoff B., and Panarese W.C., "Design and Control of ConcreteMixtures",14^th ed., PCA – 2002.

2-Rixom, R. and Mailvaganam, N. "CHEMICAL ADMIXTUIRES FOR CONCRETE", 3^rdEd., 1999, E & EN SPON.

3- ACI212.3R – 04, "Chemical Admixtures for Concrete", MCP-ACI 2006.

4- ACI201.2R – 01, "Guide to Durable Concrete", MCP-ACI 2006.

5- ACI 211.1 –01, "Standard Practice for Selection of Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete ", MCP-ACI 2006.

6-REILIM, "Application of Admixtures in Concrete", 1995.

7-Hewlett, "Lea's Chemistry of Cement and Concrete", 4^thEd., 1998, Arnold.

  3- کُندگيرکننده‌ها

 موادیهستند که عموما به دو شکل زيربه مخلوط های پايه سيمانی افزوده شده و گيرش آن ها رابه تاخير می اندازند:

-       استفاده از روان کننده ها و يا فوق روان کننده هايی که تاثيرجانبی کندگيری دارند.

-       استفاده از يک ماده افزودنی کند گير کننده مستقل.

ايجاد تاخير در گيرش بتن در بسياری موارد مانند:بتن ريزی در هوای گرم و مناطق گرمسيری، حمل و نقل های طولانی، کسب زمان لازم برایريختن و پرداخت بتن، هماهنگی با سرعت حرکت قالب لغزنده، کنترل دمای آبگيری بخصوصدر بتن های حجيم يا بروز وقفه در عمليات بتن ريزی ضروری است که می تواند بااستفاده از افزودنی های کند گير کننده امکان پذير شود. استفاده از کند گير کنندهممکن است بر طراحی و يا روند بتن ريزی تاثير گذارد: بعنوان مثال با کنترل دمایبتن  می توان مقاطع بزرگتری را طراحی واجرا نمود، و يا نماهای تزئينی با استفاده از سنگدانه های نمايان بوجود آورد.

برخی از سيمان ها دارای خاصيت کند گيری هستند وگيرش بتن را به تاخير می اندازند، تاخيرايجاد شده بايستی در محاسبه زمان گيرش موردانتظار لحاظ گردد. حتی مشاهده گرديده است که تغيير در ترکيبات يک نوع سيمان بهخصوص ميزان قليايی ها تاثير قابل ملاحظه ای بر زمان گيرش دارد.

3-1 –تعريف

افزودني‌هايکند گير کننده[45]مواد آلي و يا تركيبي از مواد آلي و معدني هستند كه براي حفظ کارايی بتن و يا ملاتتازه به مخلوط اضافه می شوند. رعايت دقيق دستورالعمل های سازنده و دقت در اندازهگيری مقادير مصرفی از اهميت بالايی بر خوردار است، زيرا همواره خطر عدم گيرش ناشیاز مصرف بيش از اندازه افزودنی های کند گير کننده وجود دارد.

افزودنيهایکندگيرکننده روندکسب مقاومت های مکانيکی کوتاه مدت بتن را به تاخيرانداخته اما پساز عمرهای 5 و 7 روزه  رشد مقاومت جبرانشده و در اغلب موارد ايجاد آرامش در روند گيرش باعث حصول نتايج مقاومتی بهتر وتوليد محصولاتی با تخلخل کمتر نسبت به نمونه های فاقد افزودنی می گردد. اگر چه درزمانی که افزايش مقاومت های مکانيکی نيز مد نظر قرار مي گيرد، استفاده از افزودنیهای کاهنده آب با خاصيت کند گيری يا مصرف توام هر دو افزودنی توصيه می شود.

3-2 –دسته‌بندي

افزودني‌هاي کندگيرکننده را می توان در دو گروه طبقه بندی نمود. گروه اول شامل کندگيرکننده های مستقل( ASTM C-494 Type B)و ديگری تاثير کندگيری افزودنی های كاهنده آب( ASTM C-494 Type D&G) میباشند که قادرند زمان گيرش اوليه را بر اساس دسته بندی استاندارد ASTM C-494 ، آيين نامه بتن ايران و ديگر استانداردهایمعتبر بين المللی از يک تا سه و نيم ساعت به تاخير انداخته و پس از سپری شدن اينزمان، گيرش سيمان بطور طبيعی ادامه می يابد. گروه دوم شامل آن دسته از کند گيرکننده های مستقل می باشد که قادرند ساعت های طولانی ( حتی تا 72 ساعت) تاخير درگيرش بتن پديد آورند، مصرف بيش از اندازه اين مواد ممکن است باعث عدم گيرش سيمان ودر نتيجه فاسد شدن بتن گردد( ناگير کنندگی). اين نوع ناگير کننده ها درکنترل گيرشبتن باقی مانده در تراک ها جهت شستشوی آسانتر در پايان روز، و يا نگهداری بتنتوليد شده در طول شب و يا حتی تعطيلی آخر هفته استفاده می شوند.   اخيرا برای بتن پاشی در داخل تونل ها از ايننوع ناگيرکننده ها استفاده نموده و بتن را در داخل ميکسر ساعت ها حفظ می نمايند.سپس با استفاده از افزودنی فعال کننده و يا زودگيرکننده گيرش بتن آغاز شده و حتیبا تنظيم مقدار زودگير کننده می توان گيرش اوليه بتن  پاششی را به چند ثانيه رسانيد.

3-3 – مكانيزم عملكرد کند گير کننده ها

فرايند گيرش و سختشدن سيمان از طريق اندرکنش سيمان و آب ميسر ميشود، محصول اين ترکيب مواد سختی بانام ژل سيليکات کلسيم هيدراته شده( (  CSH  ميباشد، که در ضمن باعث آزاد شدن سريع يون هایکلسيم در محيط می شود. تجمع اين محصولات در اطراف ذرات موجود در مخلوط و ايجادلخته های بزرگترمنجر به تشکيل بتن خميری شده و در ادامه آن سخت شدن و کسب مقاومتبتن اتفاق می افتد.

با توجه به تعددمواد اوليه مصرفی در توليد افزودنی های کند گير کننده و ترکيبات مختلف آن ها نمیتوان مکانيزم  واحدی را برای عملکرد همه آنها تعريف نمود، ولی بطور کلی عملکرد اين افزودنی ها به شکل های زير می باشد:

3-3-1- برخی ازافزودنی های کند گير کننده با تجمع يون های کلسيم آزاد در اطراف مواد سيمانیهيدراته نشده از ادامه روند گيرش برای مدت زمان معينی جلو گيری می نمايند، زمانتاخير در گيرش به عواملی چون نوع و ترکيبات کند گير کننده، مقدار مصرف، و زمانافزودن به مخلوط بستگی دارد.

3-3-2- گروهی ديگراز اين افزودنی ها دارای عملکرد دوگانه هستند، بدين ترتيب که علاوه بر تشکيل غشايیدر اطراف مواد سيمانی هيدراته نشده و جلو گيری از آب گيری آنها، دارای خاصيتپراکنده کنندگی ذرات بوده و از لخته شدن و تشکيل بتن خميری جلو گيری می نمايند.اين نوع مواد کند گير کننده از توان دير گيری بيشتری برخوردارند و ميتوانند بتنتوليد شده را برای ساعت ها و يا روز های بعدی بشکل کاملا تازه نگهدارند.

3-4 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

 موادي كه بعنوان كند گير کننده به‌كار مي‌روند،معمولاً شامل ترکيبات و مشتقات مواد شيميايي زير هستند كه ممكن است به تنهايي و يا در تركيب باساير مواد آلي و يا معدنی مورد استفاده قرارگيرند:

- نمک ها و ترکيباتاسيد ليگنو سولفونيک

- برخی از نمک هایاسيد نفتالين سولفونيک با جرم ملکولی سنگين

- هيدروکربورها وگلوکنات ها

- شکر، ملاس و انواعمواد قندی

- نمک های اسيدکربوکسيليک

- نمک های غيرارگانيک برخی از فسفات ها و بورات ها

3-5 – كاربرد

همانند سايرافزودني‌هايشيميايی بتن، كندگيرکننده ها نيز پاسخگوي نيازهاي متعـددي در كارگاه هستند، بهخصوص در شرايط آب وهوايی ايران که در منطقه گرم و خشک طبقه بندی می شود، هموارهگيرش های زود هنگام باعث بروز مشکلات متعدد اجرايی می شوند. شايد تاکيد برتوجهويژه به اين نوع افزودنی ها و قراردادن آن در طراحی بتن ضروری باشد. حتی در مواقعیکه به لحاظ دسترسی به سيمان و مصالح مرغوب و وجود ابزار های مناسب توليد و مديريتکارگاهی سازمان يافته نيازی به مصرف انواع ديگر افزودنی ها نباشد ولی روند گيرش ،کسب مقاومت بتن، پرداخت وعمل آوری نامناسب باعث عدم توفيق در کسب ويژگی های بتنسخت شده گردد. افزودنی های کندگيرکننده می توانند بسياری از مشکلات اجرايی و نتايجنا مطلوب بتن سخت شده را برطرف نمايند.

اهم موارد کاربردافزودنی های کندگيرکننده به شرح زير می باشد:

3-5-1- حمل و انتقالبتن- اغلب در مناطق شهری امکان ايجاد بتن ساز مرکزی در کارگاه وجود ندارد يا شرايطتوليد 24 ساعته آن مهيا نيست،  يا بدليلاحجام بتن ريزی، ايجاد بتن ساز مرکزی توجيه اقتصادی نداشته واستفاده از بتن آمادهاجتناب ناپذير است. حتی در برخی از پروژه های برون شهری مانند کارگاه های تونلسازی، يا گستردگی فضای کارگاه، خرابی و متوقف شدن کاميون حمل کننده و يا مناطقکوهستانی فاصله زمانی توليد اولين بخش بتن تا ريختن آخرين قسمت هر تراک موجبهيدراته شدن و حتی گيرش بخش قابل توجهی از بتن قبل از ريختن آن می شود. در همه اينموارد افزودن کندگيرکننده برای ايجاد تاخير در گيرش بتن متناسب با زمان حمل وانتقالبتن به درون قالب ضروری است.

3-5-2- بتن ريزیحجيم- دمای ايجاد شده در بتن های حجيم ناشی از آب گيری مقادير زياد سيمان باعثپديد آمدن اختلاف شديد دما بين هسته ميانی وسطوح بيرونی شده و منجر به بروز ترکهای حرارتی می شود، در چنين مواردی علاوه بر تمهيدات کارگاهی برای کاهش اختلافدما، استفاده از کند گيرکننده باعث ايجاد آرامش در روند آبگيری و در نتيجه کنترلدما می شود.

3-5-3- بتن ريزیباقالب های لغزنده- طراحی حرکت قالب های لغزنده به گونه ای است که جهت پرهيز ازچسبندگی بتن به قالب لازم است تاخيرهای چند ساعته در گيرش بتن پيش بينی گردد. بهعلاوه، در صورت وجود آرماتور با فشردگی زياد در طراحی سازه احتمال عدم چسبندگی بينبتن و فولاد وجود دارد. اين پديده در زمانی که بتن دارای روانی لازم نبوده ياويبره کامل ميسر نيست تشديد می شود. حضور کند گير کننده در طرح اختلاط بتن اين فرصترا فراهم می آورد که بتن ريخته شده تحت نيروی وزن خود فضای موجود بين آرماتورها رابخوبی پر نموده و چسبندگی بين بتن و فولاد را افزايش دهد.

3-5-4- بتن ريزی شمعها و ديوارهای عظيم- در چنين طرح های بتن ريزی علاوه برمشکل ايجاد دمای بيش از حد،لزوم پيوستگی سازه و عدم پيدايش درز های واريزاز يک سو و عدم امکان توليد و ريختناحجام بسيار زياد بطور پيوسته از سوی ديگر،کندگيری بتن هايی که زودتر ريخته میشونداجتناب ناپذيراست. اين مسئله در هنگام بتن ريزی عرشه پل ها و يا تير های بزرگنيز دارای اهميت است و گيرش تدريجی و هماهنگ بتن باعث کاهش خطر خميدگی و انحرافسازه می شود.

3-5-5- پرداختونماسازی- در مواردی که سطح نهايی نياز به پرداخت دارد يا به منظور ايجاد پيوندبهتر بتن با لايه روکش سطحی ، جلوگيری از خشک شدن سطح بتن به کمک کندکيرکننده ميسرمی شود. ضمنا ايجاد نماهای تزئينی با سنگدانه های رنگی به کمک خميرها و يا کاغذهای آغشته به کندگيرکننده انجام می شود.

3-5-6- شستشویکاميون های حمل- عدم دسترسی به آب يا لزوم صرفه جويی در مصرف آن بخصوص در واحد هایتوليد بتن آماده، و در برخی موارد جهت پرهيز از آلايندگی محيط زيست در سال های اخيراستفاده از نوعی کندگيرکننده را متداول ساخته است که بجای شستشوی کاميون های حملبتن در پايان هر نوبت کاری, گيرش بتن باقی مانده در ديگ را برای مدت زمان لازم بهتاخير می اندازد.

3-6 – تاثير كندگيرکننده بر ويژگی‌های بتنتازه و سخت شده

 مهمترين نقش افزودني‌هاي كندگير کننده بر رویبتن تازه است ، و چنانچه در بند 5 بطور مشروح بيان گرديد کندگيرکننده ها تاثيرغيرقابل انکاری بر روی بتن تازه در مراحل ساخت، حمل، انتقال، ريختن، پرداخت و روندکسب مقاومت دارند.

تاثير اين افزودنیها بر روی بتن سخت شده نيز پيامد نقش آن ها بر روی بتن تازه می باشد و از آن جملهمی توان به موارد زير اشاره نمود:

3-6-1- دوام- آرامشدر روند گيرش باعث می شود تا بتن به تدريج در قالب جای گيرد و حباب های درشت و مضراز لايه های درونی به طرف سطح آمده و خارج شوند. اين پديده منجر به توليد بتنی باتخلخل و نفوذ پذيری کمتر ميشود و در نتيجه آسيب پذيری بتن سخت شده بخصوص در مناطقدريايی کمتر خواهد بود. لازم به تاکيد است که در موضوع دوام بتن نقش ساير افزودنیهای بتن مانند مواد هوازا و کاهنده های آب غير قابل انکار است .

3-6-2- جمع شدگی وکنترل ترک- گيرش های سريع يا ناهماهنگ بخش های مختلف بتن منجر به بروز ترک هايحرارتی و جمع شدگی می شود. اين پديده در بتن های حاوی کندگيرکننده به شکل قابلملاحظه ای کاهش می يابد. جمع شدگی در هنگام خشک شدن در بتن هايی که فرصت جاگيریبهتر در قالب را دارند کمتر است و به عبارت ديگر بخش عمده جمع شدگی در مرحله خميریاتفاق می افتد.

3-6-3-مقاومت نهايی-اگرچه افزايش مقاومت مکانيکی بتن سخت شده با طراحی دقيق اجزای بتن و کاهش آب مصرفیرابطه مستقيم دارد، ولی بتن های حاوی کندگيرکننده به دليل گيرش يکنواخت و کاهش ترکهای اجرايی و خشک شدن در مقايسه با بتن فاقد افزودنی، با وجود تاخير در کسب مقاومتاوليه، انتظار می رود دارای مقاومت  فشاریوخمشی دراز مدت بيشتری باشند.

3-6-4- سطوح بتن-خروج حباب های درونی بتن و جاگيری بهتر بتن باعث پيدايش سطوح صاف تر درون قالب وسطح رويی بتن می شود. ضمن اينکه بتن های حاوی کندگيرکننده در برابر تغيير شکل وخزش پايداری بهتری از خود نشان می دهند.

3-7-تاثير مواد متشكله بتن بر عملكرد كندگيرکننده ها

اجزای تشکيل دهندهبتن و بخصوص ترکيبات سيمان تاثير قابل توجهی بر عملکرد افزودنی کندگيرکننده دارند.به عنوان مثال، افزايش ميزان قليايی ها (  (Na2O+K2Oو آلومينات ها  باعث کاهش تاثير کندگيرکنندگی ميشوند و برعکس،سيمان های حاوی قليايی های کمتر و يا سليکات کلسيم بيشتر نياز کمتری بهکندگيرکننده دارند. اين مسئله لزوم انجام آزمايش های اوليه کارگاهی برای تعيينمقدار مصرف، و همچنين تداوم اين آزمايش ها بر روی هر محموله سيمان وارده به کارگاهرا ضروری می سازد.

وجود پوزولان ها درسيمان و يا افزودن مواد پوزولانی به بتن بر گيرش بتن اثر می گذارند و در نتيجه لازم است مقدار مصرف کندگيرکنندهدرهربار تغيير درمقادير پوزولان ها مجددا بررسی شود. به عنوان مثال تغيير سيمانکارگاه از نوع 2 به سيمان پوزولانی باعث تاخير در زمان گيرش می شودو لازم است قبلاز استفاده از سيمان پوزولانی مقادير جديدمصرف کندگيرگننده توسط آزمايش هایکارگاهی تعيين شود.

3-8-تاثير عوامل محيطی و اجرايي

 دما مهمترين عامل محيطی است که بر عملکردکندگيرکننده تاثيرمستقيم دارد. اصولا، يکی از دلايل توصيه مصرف کندگيرکننده،مقابله با مشکلات بوجود آمده در هوای گرم می باشد. رطوبت، سرعت وزش باد، ماشينآلات و تجهيزات توليد و انتقال بتن، زمان حمل، و مهارت نيروهاي اجرايي از ديگرعوامل تاثير گذار در عملكرد افزودني‌های كندگيرگننده می باشند. بعنوان مثال مقدارمصرف کندگيرکننده در ساعات مختلف روز و شب متفاوت خواهد بود.

از آنجاکه مصرف بيشازاندازه اغلب کندگيرکننده ها منجر به ديرگيرکنندگی مضر خواهدشد، دقت اندازه گيریو پيمانه کردن از اهميت ويژه ای برخورداراست.

3-9-رهنمودهای اجرايي در كارگاه

معمولا افزودني‌هايكندگيرکننده در حالت مايع اندازه‌گيري و مصرف مي‌شوند و چنانچه اين افزودني‌ها به شكلجامد (پودر) تحويل گردند، لازم است ابتدا بر طبق پيشنهاد توليدكننده محلولي بادرصد جامد مناسب ازآن تهيه و سپس مصرف شوند.

چگالي افزودني‌هايارسالي مايع و يا آن هايي كه در كارگاه به مايع تبديل شده‌اند بايد براساس معيار واستانداردي كه توليدكننده معرفي مي‌كند سنجيده و با آن مقايسه گردد. براي اينمنظور مي‌توان به سهولت و با استفاده از وسايلي چون مايع‌سنج يا چگالي‌سنج، درصد جامدو غلظت مناسب آنرا بررسي نمود. اين عمل بايد در دماي استاندارد انجام و نتايج آن بهعنوان بخشي از كنترل كيفيت ثبت و نگهداري گردد.

تمامی افزودني‌هایکندگيرکننده در محدوده ی زمانی معينی بر مخلوط بتن تاثير مي‌گذارند و به محض اتماماين محدوده ی زمانی، آب گيری سيمان آغاز می شود. بنابراين، مقادير مصرف به گونه ایبايد تنظيم شود تا فرصت كافی برای ريختن، لرزاندن، پرداخت و كارهای تكميلی فراهمگردد.

3-10-رهنمودهای كاربردی

چنانچه اطلاعات كافيو معتبر از كاربرد يك افزودني در دسترس نباشد، بهترين روش براي بررسي تاثير افزودنيبر خواص بتن، انجام آزمايش‌هاي كارگاهي است. لازم است اين آزمايش‌ها با توجه بهاوضاع جوي پيش بيني شده، روش و امكانات عملي ساخت بتن و با استفاده از مصالح مصرفيكارگاه انجام پذيرد. پارامترهايي كه انتظار مي‌رود در اثر به كار بردن كندگيرکنندهدر طرح عمليات بتن ريزی تغيير‌كنند عبارتند از: زمان و روند گيرش، کاهش دما واصلاح روند توليدآن، و تاخير دربازکردن قالب ها.

قبل از شروع كار اصليبهتر است تعداد كافي طرح اختلاط در آزمايشگاه كارگاه تهيه و آزمايش گردد و با ثبتنتايج و مقايسه ی آنها طرح‌هاي بهينه براي اجرا برگزيده شوند. اگرچه راهنمايي‌هايبسيار مفيدي در آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايرانبراي كاربرد افزودني‌هاي شيميايي وجود دارد، ولي اغلب آن ها در شرايط استاندارد وآزمايشگاهي كنترل شده  نتيجه گيري شده‌اند.بنابراين، بهتر است ضمن پيروي از آن ها نسبت به انجام آزمايش‌هاي كارگاهي نزديك بهشرايط واقعي كاربردي در كارگاه اقدام نمود.

همواره لازم است طرحاختلاط اين گونه بتن‌ها مجدداً بررسي شود. چنانچه يك طرح بتن داراي كارآيي و قابليتپرداخت مناسب باشد و لازم شودکه به آن ماده كندگيرکننده افزوده شود، تغييری درمقادير آب، سيمان و يا مقدار حباب های ريز به وجود نمی آيد و در نتيجه نيازی بهتغيير در نسبت های اجزای بتن نمی باشد. با توجه به اينكه اغلب افزودني‌هاي کندگيرکنندهمواد محلول در آب هستند، لازم است در هنگام محاسبه ی آب اختلاط و نسبت آب بهسيمان، مقدار آب موجود در اين افزودني‌ها محاسبه و معادل آن از آب اختلاط كاستهشود. ولي بخش جامد آن ها كه نسبت به حجم كل بتن بسيار ناچيز هستند معمولا ناديدهگرفته مي‌شوند.

مخازن نگهداريافزودني‌ها بايد به آساني قابل شناسايي بوده و محلول‌ها در برابر آلودگي، تبخير،رقيق شدن، دماي بسيار بالا و يخ‌زدگي، محافظت شوند. توجه به زمان انبارداري هرافزودني براساس توصيه ی توليدكننده ی آن ضروري است. اختلاط دو يا چند افزودني با هممجاز نمي‌باشد وبايد آن ها را به طور جداگانه پيمانه و به مخلوط اضافه کرد. مگر اينكه سازگاري آن ها با يكديگر قبلاً توسط توليدكننده بلامانع اعلام شود. برای مثال،ممكن است کندگيرکننده و روان‌كننده ی بخصوصی با هم سازگاري نداشته باشند و هركدامدر مخازن جداگانه نگهداري و با فاصله زماني مناسب به مخلوط كن بتن افزوده شوند.

با توجه به اين كهاين افزودني‌ها معمولا در مقادير بسيارکم و بر اساس نسبت های كوچک به سيمان مصرفمي‌شوند، لازم است لوازم اندازه‌گيری دقيق برای پيمانه كردن آن ها در كارگاه فراهمو در ضمن آموزش‌های لازم در مورد حساسيت و تاثيرات نامطلوب احتمالی ناشی از مصارفنادرست به كاربران ارايه شود.

3-11-ارزيابي و انتخاب كندگيرکننده

عملكرد افزودني‌هااز هر نوع و طبقه با يكي از شيوه‌هاي زير بررسي مي‌شوند. اين شيوه‌ها ممكن است بهتنهايي يا باهم در تشخيص و انتخاب يك افزودني مورد توجه قرار گيرند.

1)  نتايج حاصل از كاربرد موفقيت آميز يك افزودني دركارهاي مشابه قبلي كه تحت شرايط كنترل شده ی كارگاهي انجام شده باشد. در اين روش بايدتا حد امكان شرايط كار و مصالح مرجع انتخابي شبيه به شرايط كارگاه باشد.

2 ) انجام آزمايش‌هایكارگاهی با مصالح و شرايط موجود در محل كارگاه و در شرايط دمايی مختلف.

3) كتب و نشريات فنيو اطلاعات ارايه شده از سوي توليدكننده‌ها.

با استفاده از روش هايفوق محدوده ی مقادير مصرفي و حد بهينه آن تعيين مي‌شود و اثرات احتمالي ناشي ازمصرف بيش از حد مورد بررسي قرار مي‌گيرد. ولي، لازم است اطلاعات كاملي از عملكردهايقبلي يك افزودني و نتايج آن كه بيانگر محدوده ی مقادير مصرف باشد در اختيار مصرفكننده قرار گيرد. بديهي است كه نتايج تاثير يك افزودني معين بر انواع سيمان، مقدارسيمان، نوع سنگدانه‌ها، شرايط آب و هوا و شرايط ساخت بتن متفاوت است. ولي، محدوده یتعيين شده از سوي توليدكننده مي‌توانددرهرکارگاه ملاك سنجش قرارگيرد.

تاخيري كه تحت تاثيرمصرف کندگيرکننده درگيرش بتن بوجود مي‌آيد، موجب آرامش در روند كسب مقاومت اوليهمي‌شود. بتن‌هايي كه به آرامي‌كسب مقاومت اوليه مي‌كنند عموماً داراي مقاومت‌هاي درازمدت بيشتري هستند.

 3-12- كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابتبودن يك افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترلشده و برابري آن با آزمايش‌هاي اوليه اثبات گردد. آزمون هاي لازم براي شناسايي و تاييدافزودني‌ها شامل: تعيين درصد جامد، غلظت ظاهري، طيف سنجي براي مواد آلي، مقدار كلرايد،درجه قليايي ( pH) و برخي موارد ديگر مي‌باشند. آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هايساختماني ايران راهنمايي‌هاي لازم براي تعيين يكنواختي افزودني‌هاي شيميايي را بهتفصيل بيان نموده‌اند. اگرچه با كنترل رنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت ومقدار pHمي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاه را تاييد يا ردنمود.

3-13-مراجع

1- خواص بتن،پروفسور نويل، ترجمه دکتر هرمز فاميلی / تيرماه 1378

2- آيين نامه بتنايران- 2930 / تاريخ

3-Rixom, R. and Mailvaganam, N. "CHEMICAL ADMIXTUIRES FOR CONCRETE",3rd Ed., 1999, E & EN SPON.

4-V.M.Malhotra, Super-plasticizers and other Chemical Admixtures in Concrete

5- ACI212.3R – 04, "Chemical Admixtures for Concrete", and ACI207-2006,''Mass Concrete", MCP-ACI 2006.

6-REILIM, "Application of Admixtures in Concrete", 1995.

7-Ramezanianpour, A.A., Sivasundaram, V., and Malhotra, V.M.,"Superplasticizers: Their Effect on the strength Properties of Concrete.

8- TomMelbye, Sprayed Concrete./ 1994

5-شتاب‌دهنده‌ها

به باور همگاني،واکنش‌هاي اوليه ترکيبات سيمان پرتلند با آب درون محلول رخ مي‌دهند (درون محلولي‌اند)يعني ترکيبات در ابتدا يونيزه مي‌شوند و سپس محصولات آبگيري در محلول شکل مي­گيرند.از آنجا که حلاليت محصولات آبگيري محدود است، اين محصولات به شکل بلور رسوب می­کنندو از محلول خارج مي‌شوند. پديده‌هاي سفت‌شدن، گيرش و سخت‌شدن خمير سيمان پرتلند ازفرآيند بلوري‌شدن پيشرونده محصولات آبگيري سرچشمه مي‌گيرند. بنابراين مي‌توان چنينانگاشت که با افزودن برخي از مواد شيميايي حل‌شونده به مخلوط سيمان پرتلند و آب مي‌توانبر آهنگ يونيزه‌شدن ترکيبات سيمان يا بر روند بلوري‌شدن محصولات آبگيري تاثير گذاشتو در نتيجه، گيرش يا سخت‌شدن خمير سيمان را دستخوش تغيير کرد^[1].

نياز به سرعت بخشيدنروند کسب مقاومت، به ويژه براي بتن‌ريزي در هواي سرد، و کاهش زمان گيرش بتن موجبپيدايش و گسترش افزودني‌هاي شتاب‌دهنده بتن شده است. در اين بخش شتاب‌دهنده‌هامورد بررسي قرار مي‌گيرند.

5-1 – تعريف

شتاب‌دهنده‌ها[46]با تندکردن روند آبگيري سيمان موجب کاهش زمان گيرش (زودگيري)، افزايش آهنگ کسبمقاومت (زودسخت‌شدن)، يا هر دو مي‌شوند^[2].برخي از افزودني‌ها با افزايش چسبندگي خمير، عملکردي مشابه شتاب‌دهنده‌ها دارند^[3].

5-2 – دسته‌بندي

شتاب‌دهنده‌ها براساس عملکرد و کاربردشان به چهار گروه اصلي تسريع­کننده (تندگيرکننده), زودگيرکننده، آني‌گيرکننده،و زودسخت‌کننده تقسيم مي‌شوند. ممکن است در برخي موارد در عملکرد اين چهار گروهاصلي همپوشاني‌هايي وجود داشته باشد.

5-2-1 – تسريع­کننده‌ها (تندگيرکننده­ها)

طبق تعريف تسريع­کننده(تندگيرکننده)[47]ماده افزودني است که زمان گيرش و آغاز تغيير حالت مخلوط بتن از خميري به جامد(صلب) را کاهش مي­دهد^[10],[9] .به عبارت ديگر، تسريع­کننده‌ها (تندگيرکننده­ها) آهنگ سفت‌شدن[48]بتن و افت رواني (اسلامپ) آن را سرعت مي‌بخشند.

5-2-2 – زودگيرکننده­ها

زودگيرکننده, کهافزودني زودگير بتن­پاشي (شاتکريت)[49]نيز ناميده مي­شود, طبق تعريف افزودني است که در حين پاشش يا پيش از پاشش به مخلوطافزوده مي­شود تا شتابي بسيار سريع در گيرش يا سخت­شدن مخلوط پاشيده شده پديد آورد^[12].محدوده زماني عملکرد زودگيرهاي بتن­پاشي بسيار کوتاه­تر از تسريع­کننده­هاي(تندگيرکننده­هاي) متعارف بتن است.