5-2-3 – آني­گيرکننده­ها

آني­گيرکننده­ها[15]نوعي زودگيرکننده هستند که زمان گيرش خمير سيمان (سفت­شدن) را به شدت کاهش مي­دهند(حدود 60 ثانيه) و گيرش آني[16]پديد مي­آورند. آني­گيرها براي انسداد نشت آب (نشت­بندي) يا پاشيدن بتن بر رويجداره­هاي مرطوب به کار مي­روند^[2].

5-2-4 – زودسخت‌کننده‌ها

زودسخت‌کنند‌ه[17] طبق تعريف مادهافزودني است که, با يا بدون تاثير بر روي زمان گيرش, روند کسب مقاومت­هاي کوتاه­مدتبتن را شتاب مي­دهد (تسريع مي­کند) ^[10],[9].

5-3 – مكانيزم عملكرد شتاب‌دهنده‌ها

شتاب‌دهنده‌ها به طور عمده از نوع افزودني‌هاي باعملكرد شيميايي هستند و با تاثير بر فرآيند آبگيري سيمان و ساختار محصولات آبگيري،اين واکنش را تسريع مي‌بخشند. آبگيري سيمان فرآيندي پيچيده است که در آن، ترکيبات مختلفسيمان علاوه بر واکنش با آب بر يکديگر نيز اندرکنش دارند. سيليکات‌ها (C₃S و C₂S) و آلومينات‌ها(C₃A و C₄AF) بيشترين بخش سيمان را تشکيل مي‌دهند.

آلومينات­ها با سرعت خيليزيادتري نسبت به سيليکات­ها هيدراته مي­شوند. در واقع, مشخصه­هاي سفت­شدن (از دستدادن رواني) و گيرش (جامد شدن) خمير سيمان پرتلند تا حدود زيادي به وسيله واکنش­هايآبگيري آلومينات­ها کنترل مي­شوند. سيليکات­ها که حدود 75 درصد سيمان پرتلندمعمولي را تشکيل مي­دهند, نقش اصلي را در تعيين مشخصه­هاي سخت­شدن (روند کسبمقاومت) به عهده دارند^[1].

واکنش‌هاي آبگيري سيليکات‌هاو آلومينات‌ها اگرچه از نظر شيميايي به دو شيوه جداگانه انجام مي‌شوند ولي در عملمستقل از هم نيستند و بر يکديگر اندرکنش دارند. براي مثال، تسريع واکنش آلومينات‌هاگرماي زيادي آزاد مي‌کند که مي‌تواند به تسريع واکنش سيليکات‌ها منجر شود. برايدرک مکانيزم واکنش شتاب‌دهنده‌ها، با يک فرض ساده‌انگارانه و براي سادگي مي‌توانچنين انگاشت که در زمان شروع واکنش آبگيري، آلومينات‌ها بيشترين تاثير را بر گيرشو رفتار سفت‌شدن و سيليکات‌ها بيشترين تاثير را بر سخت‌شدن و روند کسب مقاومتسيمان مي‌گذارند. دوباره تاکيد مي‌شود که در عمل به دليل پيچيدگي فرآيند آبگيري،مرز شفافي بين اين واکنش‌ها به اين صورت که بيان شد وجود ندارد.

5-3-1 – تسريع­کننده‌هاي (تندگيرکننده­هاي) بتن

تسريع­کننده‌ها(تندگيرکننده­ها) بسته به ترکيبات شيميايي که دارند، ممکن است عملکرد متفاوتي ازخود نشان دهند ولي انتظار مي­رود عملکرد کلي آنها تسريع واکنش آلومينات‌هاي سيمانباشد.

در روند واکنش آبگيريسيمان، در همان ابتدا سولفات کلسيم (گچ) موجود در سيمان با سه‌کلسيم‌آلومينات (C₃A) واكنش نشان مي‌دهدو اترينگايت[18]پديد مي‌آورد. اترينگايت‌هاي تشکيل‌شده دانه‌هاي سيمان را مانند يک پوشش متراکمدربرمي‌گيرند و رسيدن آب به باقيمانده دانه‌هاي سيمان مانع مي­شوند و در نتيجهروند آبگيري آنها را با تاخير مواجه مي‌کنند. اين موضوع به حفظ کارآيي بتن در يکبازه‌ي زماني محدود کمک مي‌کند. زماني که همه سولفات موجود واکنش نشان دادند و بهاترينگايت‌ها چسبيدند، آلومينات اضافي موجود در محيط با اترينگايت‌ها واکنش نشانمي­دهند و سولفات‌ها را جدا مي‌کنند و تشکيل مونوسولفات مي‌دهند. نفوذپذيريمونوسولفات بيشتر از اترينگايت است و اجازه دسترسي آب به دانه‌هاي سيمان و ادامهروند واکنش آبگيري را فراهم مي‌کند. با افزودن تسريع­کننده‌هاي (تندگيرکننده­هاي)پايه آلوميناتي[19]به سيمان، مقدار آلومينات در دسترس براي واکنش و تبديل اترينگايت به مونوسولفات بهطور ناگهاني افزايش مي‌يابد و روند آبگيري آلومينات­ها و در نتيجه سرعت گيرش بتنشتاب مي‌يابد^[3]. از ديدگاهي ديگر, تسريع­کننده­هاي (تندگيرکننده­هاي) بتن، عمدتاتبديل اترينگايت به مونوسولفات را شتاب مي­دهند^[6]. ضوابط عملکردي و الزامات ويژهبراي افزودني­هاي تسريع­کننده (تندگيرکننده) بتن در جدول 5-1 نشان داده شده است^[10],[9].

جدول 5-1 – ضوابط عملکردي و  الزامات ويژه براي افزودني­هاي تسريع­کننده(تندگيرکننده) بتن (در رواني يکسان)

تسريع واکنش آلومينات­هامعمولا منجر به آزادشدن گرماي زيادي مي­شود که بر واکنش آبگيري سيليکات­ها نيزتاثير مي­گذارد و آن را سرعت مي­بخشد ولي انواعي از تسريع­کننده‌ها (تندگيرکننده­ها)مانند تري‌اتانول‌آمين هم وجود دارند که واکنش آلومينات‌ها را با گچ (تشکيلاترينگايت) تسريع مي‌کنند ولي بر واکنش سيليکات‌ها تاثيري ندارند (در مواردي ممکناست حتي اين واکنش را کند هم کنند) ^[4].

نكته 5-1 – برخي از افزودني‌هاي با عملکرد شيميايي بستهبه مقدار مصرف ممکن است اثر زودگيري يا کندگيري داشته باشند^[1].

5-3-2 – زودگيرکننده­هاي بتن­پاشي

زودگيرهاي بتن­پاشي مي­توانندعملکرد شيميايي يا فيزيکي داشته باشند. مکانيزم عملکرد زودگيرکننده­هاي با عملکردشيميايي بسيار شبيه به تسريعکننده­ها يعني تسريع واکنش آلومينات­ها است. بسياري اززودگيرکننده­هاي بتن­پاشي علاوه بر شتاب دادن به فرآيند گيرش سيمان, روند سخت شدن(مقاومت زودرس) آن را نيز شتاب مي­دهند.

ضوابط عملکردي براي افزودنيزودگيرکننده بتن­پاشي در جدول 5-2 آورده شده است^[11].

جدول 5-2 – ضوابط عملکردي براي افزودني­هايزودگيرکننده بتن­پاشي

زودگيرکننده­هاي با عملکردفيزيکي نوعي اصلاح­­کننده رئولوژي[20]هستند که بدون دخالت در واکنش آبگيري, موجب سفت­شدن سريع بتن­پاشيده مي­شوند^[12]. از جمله اصلاح­کننده­هايرئولوژي مي­توان سيليکات سديم (آب شيشه) و سيليس کلوييدي رسوبي[21]را نام برد^[12]. در حال حاضر به دليل اثرات کاهندگي که سيليکات سديم بر مقاومتدارد^[4], از سيليکاتسديم اصلاح‌شده[22]استفاده مي­شود که در مقادير مصرف متعارف (کمتر از 20 درصد جرم سيمان) در واکنشآبگيري دخالت نمي‌کند و عملکردي شبيه چسب دارد و با افزايش آني خاصيت چسبانندگيخمير سيمان (در کمتر از 10 ثانيه)، از طبله کردن و واريز بتن پاشيده شده جلوگيريمي‌کند^[3]. سيليکات سديماصلاح­شده آب درون مخلوط را بي­درنگ جذب مي­کند (رفتاري مانند خشک­کننده­هاي جاذبآب) و سبب سفتي و افت سريع اسلامپ بتن مي­شود. بنابراين مقدار مصرف آن به مقدار آبمخلوط بستگي دارد يعني هر چقدر آب اختلاط بيشتر باشد به سيليکات سديم اصلاح­شدهبيشتري براي دربندکشيدن آب مخلوط نياز است. 

5-3-3 – آني­گيرها

سه‌کلسيم‌آلومينات (C₃A) به تنهايي درترکيب با آب واکنش شديد و انفجارگونه­اي پديد مي­آورد که منجر به گيرش آني سيمانمي­شود. براي جلوگيري از گيرش آني, در هنگام آسياب کردن کلينکر مقداري سنگ گچ بهآن اضافه و همزمان آسياب مي­کنند. پس از ترکيب سيمان با آب, گچ موجود در سيمان باآلومينات­هاي آن واکنش نشان مي­دهد (تشکيل اترينگايت) و از ترکيب مستقيم آلومينات­هابا آب (واکنش انفجارگونه) و در نتيجه از گيرش آني جلوگيري مي­کند^[1].

برخي از آني­گيرها مانندآلومينات سديم و پتاسيم به سرعت (بي­درنگ) با گچ موجود در سيمان ترکيب مي­شوند وآن را از محيط خارج و از تشکيل اترينگايت (محصول واکنش گچ و آلومينات) در اطرافدانه­هاي سيمان جلوگيري مي­کنند. اين موضوع سبب مي­شود که سه‌کلسيم‌آلومينات (C₃A) بتواند به طورمستقيم با آب ترکيب شود و گيرش آني پديد آورد^[4].

دسته­اي ديگر از آني‌گيرکننده­هابا افزايش بيش از اندازه آلومينات‌ها در محيط، واکنش آبگيري سه‌کلسيم‌آلومينات (C₃A) و تشکيلاترينگايت را به شدت شتاب مي‌دهند (واکنش انفجاري) و گيرش آني[23]پديد مي‌آورند. اين واکنش گرماي زيادي در همان ابتدا آزاد مي‌کند که بر واکنشآبگيري ديگر ترکيبات سيمان پرتلند و رسوب کردن نمک­هاي کلسيم در محلول (تسريعآبگيري سيليکات­ها) نيز تاثير مي‌گذارد^[6],[5]. بسياري از زودگيرکننده‌ها پايهآلوميناتي در مقادير مصرف زياد مي‌توانند آني‌گيرکننده نيز باشند^[3].

نكته 5-2 – برخي از آني­گيرکننده­ها مانند هيدروکسيدهايفلزات قليايي, ميزان قليايي محيط را به شدت افزايش مي­دهند و موجب تسريع انحلال وتجزيه سيليکات­ها و شتاب­دادن به آبگيري سه­کلسيم­سيليکات (C₃S) مي­شوند^[4]. اين رفتار کهدر حقيقت نوعي سخت­شدن آني به شمار مي­آيد بر گيرش پيشي مي­گيرد و مخلوط مستقيمااز حالت خميري به حالت جامد درمي­آيد (حالت مياني سفت­شدن نامحسوس مي­شود).

5-3-4 – زودسخت‌کننده‌ها

مکانيزم عملکرد زودسخت­کننده­هاتسريع آبگيري سيليکات­ها است. بخش اصلي فرآيند آبگيري سيليکات­ها از نوع واکنشدرون محلولي است. در اين نوع واکنش, ترکيبات سيليکات­دار آبگيري نکرده در محلول بهيون­هاي تشکيل دهنده­شان تجزيه مي­شوند و در فرآيند آبگيري, سيليکات­هاي هيدراتهرا تشکيل مي­دهند^[1]. در ابتدا, آهنگ تجزيه سيليکات­هاي کلسيم, به ويژه سه­کلسيم­سيليکات(C₃S), تندتر از آهنگ پخش و پراکنده شدن يون­هاي ايجاد شده استبنابراين هاله­اي با غلظت زياد از سيليکات­هاي هيدراته (C-S-H) که انحلال­پذيريکمي هم دارند, در مجاورت سطح ترکيبات ­سيليکات کلسيم (C₃S و C₂S) تشکيل مي­شود.اين موضوع موجب مي­شود که بخش مايع به سرعت از سيليکات­هاي هيدراته (C-S-H) فوق­اشباع شود و لايه­اياز محصولات هيدراته شده که نفوذپذيري اندکي دارد, شروع به رسوب به سطح سيليکات­هايسيمان کند^[5],[1].

يکي از ويژگي­هاي مهمآبگيري سه کلسيم سيليکات (C₃S) آن است که پس از يک شروع خيلي سريع واکنش با آب در ابتداياختلاط, اين واکنش کند مي­شود و اينگونه به نظر مي­رسد که متوقف شده است. دليل اينتوقف واکنش, نفوذپذيري اندک سيليکات­هاي هيدراته شده رسوب­کرده بر سطح سيليکات­هايهيدراته نشده است^[6] که ادامه واکنش آبگيري سيليکات­ها را متوقف مي­کند. دوره سکونواکنش زماني پايان مي­يابد که اين لايه تخريب شود و يا ساختار آن تغيير کند ونفوذپذيري آن افزايش يابد.    

زودسخت­کننده­ها به دو شيوهسخت­شدن را شتاب مي­دهند. اين مواد از يک سو با افزايش مقدار يون کلسيم در محلول,مقدار ترکيبات آبگيري کلسيم­دار را افزايش و زمان تشکيل آنها را کاهش و ميزان رسوبآنها را افزايش مي­دهند. از سوي ديگر نسبت آهک به سيليس (C/S) را در سيليکاتکلسيم هيدراته (C-S-H)  افزايش و در نتيجهنفوذپذيري لايه رسوب کرده بر سطح سيليکات­ها را افزايش و دوره سکون واکنش آبگيريسيليکات­ها را کاهش مي­دهند.

نكته 5-3 – برخي از کاهنده­هاي آب به ويژه فراروان­کننده­هابا پراکنده نمودن دانه­هاي سيمان از يکديگر, سطح بيشتري از دانه­ها را در معرضواکنش آبگيري قرار مي­دهند. بنابراين براي يک مقدار مشخص از محصولات آبگيري (C-S-H), اندرکنش بيندانه­هاي سيمان تسريع مي­شود و در نتيجه مقاومت افزايش مي­يابد^[6]. اين موضوع,همچنانکه در فصل دوم نيز اشاره شد, سبب شتاب دادن به آهنگ کسب مقاومت و زودسخت­شدنمي­شود.

ضوابط عملکردي و الزاماتويژه براي افزودني­هاي زودسخت­کننده بتن در جدول 5-3 نشان داده شده است^[10],[9].

جدول 5-3 – ضوابط عملکردي و  الزامات ويژه براي افزودني­هاي زودسخت­کنندهبتن (در رواني يکسان)

5 -4 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

ترکيبات شيميايي و مواد تشکيل­دهنده شتاب­دهنده­ها معمولاًشامل مواد شيميايي زير هستند كه ممكن است به تنهايي و يا در تركيب با ساير مواد آلي وغيرآلي، فعال و يا خنثي مورد استفاده قرارگيرند.

5-4-1 – تسريع­کننده­ها (تندگيرکننده­ها)

شناخته­شده­ترين تسريع­کننده (تندگيرکننده) بتنتري­اتانل­آمين است که معمولا براي جبران اثر کندگيرکنندگي برخي از کاهنده­هاي آب,به عنوان بخشي از اين افزودني­ها و همراه با آنها مورد استفاده قرار مي­گيرد. تري­اتانل­آمينبه دليل آن که با توجه به مقدار مصرف ممکن است اثر تندگيري (مقادير مصرف کم) يااثر کندگيري (مقادير مصرف زياد) داشته باشد و نيز به دليل آن که واکنش آبگيريسيليکات­ها را به تاخير مي­اندازد, کمتر به تنهايي به عنوان يک تسريع­کننده(تندگيرکننده) مورد استفاده قرار مي­گيرد^[4].

برخي ديگر از ترکيبات آلي در نسبت­هاي پايين آببه مواد سيماني اثر تندگيري دارند که از جمله اين ترکيبات مي­توان به اوره, اسيداگزاليک, برخي از ترکيبات حلقوي, ترکيبات تغليظ­شده آمين­ها و فرمالدهايد اشارهکرد^[2]. بايد توجه داشت که برخي از اين ترکيباتهمانند تري­اتانل­آمين آبگيري سيليکات­ها را به تاخير مي­اندازند و در مقادير مصرفزياد ممکن است اثر کندگيري و ديرسخت­شدن از خود بروز دهند^[2].

با توجه به محدوديت­هاي کاربردي که تسريع­کننده­ها(تندگيرکننده­ها) دارند, معمولا براي تسريع گيرش بتن بهتر است ترکيبي اززودگيرکننده (در مقدار مصرف کمتر) و زودسخت­کننده را به کار برد.

5-4-2 – زودگير‌كننده‌ها

زودگيرکننده­هاي بتن­پاشي (افزودني­هاي شاتکريت)مي­توانند خاصيت بازي, خنثي, يا اسيدي داشته باشند. زودگيرکننده­ها را بر پايهمقدار pH آنها مي­توانبه دو دسته سوزآور[24]و ناسوزآور[25]تقسيم کرد. زودگيرکننده­هاي ناسوزآور که غيرخورنده[26]نيز ناميده مي­شوند, داراي ماهيتي تقريبا خنثي با مقدار pH بين 5 تا 9 هستند. نوع سوزآور کهخورنده نيز ناميده مي­شود, داراي pH بين صفر تا 5 (اسيدي) يا بين 9 تا 14 (بازي) است^[3].  

از جمله زودگيرکننده­هاي سوزآور مي­توان بهبسياري از نمک­هاي معدني حل­شوندهمانند آلومينات­ها, هيدروکسيدها, کربنات­ها, فلوروسيليکات­ها, سولفات آهن, فلورايدسديم, سولفيت آلومينيم, سيليکات­هاي قليايي, تيوسيانات­ها, و تيوسولفات­ها اشارهکرد^{[7],[5],[4],[2]}. سيليکات سديم اصلاح­شده^[3] و برخي از ترکيبات ويژه اسيدهاي قندي[27]در گروه زودگيرکننده­هاي ناسوزآور جاي مي­گيرند^[2].

زودگيرکننده­هاي بتن­پاشي از ديدگاهي ديگر به دوگروه قليايي[28]و بدون­قليايي[29]دسته­بندي مي­شوند. منظور از زودگيرکننده بدون­قليايي, افزودني است کهمقدار کاتيون­هاي قليايي (Na⁺ و K⁺) آن کمتر از 1% باشد^[3]. اين موضوع براي کنترل احتمال واکنش قليايي سيليسي در مخلوط­هايحاوي سنگدانه­هاي مستعد اين واکنش است.

نكته 5-4 – توجه شود که "بدون­قليايي" بودنزودگيرکننده الزاما به معني "ناسوزآور" بودن آن نيست ^[6].

5-4-3 – آني­گيرکننده­ها

بسياري از زودگيرکننده­ها مانند آلومينات­ها,هيدروکسيدهاي فلزهاي قليايي, کربنات­ها و سيليکات­ها در مقدار مصرف زياد مي­توانندموجب گيرش آني شوند. يکي ديگر از آني­گيرها, سيمان بدون سنگ ­گچ (کلينکر آسياب­شدهبدون سنگ گچ) است که براي انسداد نشت آب کاربرد فراواني دارد.

5-4-4 – زودسخت­کننده­ها

کلسيم کلرايد اولين زودسخت‌کننده‌اياست که از سال 1885 ميلادي مورد استفاده قرار گرفته است^[4]. امروزه اين ماده به دليل تسريعخوردگي ميلگردهاي فولادي، در بتن مسلح کاربرد ندارد ولي مي‌تواند در بتن غير مسلحبه کار رود^[2].

از زودسخت­کننده­هاي بدونکلرايد مي­توان به فرمات کلسيم, نيتريت­ها و نيترات­ها اشاره کرد^{[7],[5],[4],[2]}. بسياري ازفراروان­کننده­ها, به ويژه پلي­کربوکسيلات­ها, آهنگ کسب مقاومت را شتاب مي­دهند.

5-5 – كاربرد

تسريع­کننده­ها(تندگيرکننده­ها) به تنهايي کاربرد محدودي دارند و بيشتر براي جبران اثرکندگيرکنندگي برخي از روان­کننده­ها و به عنوان بخشي از افزودني کاهنده آب به کارمي­روند^[4]. کاربرد ديگرتسريع­کننده­ها (تندگيرکننده­ها) در کفسازي­هاي بتني است که با ماله پروانه­ايپرداخت مي­شوند. براي اين کاربرد خاص, تسريع­کننده­ها (تندگيرکننده­ها) در مخلوط­هاييکه در انتها ريخته مي­شوند به کار مي­روند به گونه­اي که زمان گيرش مخلوط­هايانتهايي و ابتدايي به يکديگر نزديک شود و بتوان همزمان تمام کف را پرداخت کرد^[6]. در اجرايرولايه­ها[30]بر روي بتن تازه براي سرعت بخشيدن به گيرش و نزديک شدن زمان گيرش آنها به بتن زير,از تسريع­کننده­هاي گيرش (تندگيرکننده­ها) بتن استفاده مي­شود.

زودگيرکننده­ها در بتن­پاشي,به شيوه خشک يا تر, و براي کاهش زمان گيرش يا افزايش روند کسب مقاومت در تثبيتجداره­هاي حفاري شده به کار مي­روند. برخي از زودگيرکننده­ها در عمليات تزريقدوغاب سيمان در جاهايي که جريان آب در درزه و شکاف وجود دارد و به منظور جلوگيرياز شسته شدن دوغاب تزريق شده کاربرد دارند.

کاربرد عمده آني­گيرکننده­هانشت­بندي آب تحت فشار هيدروستاتيکي است. از آني­گيرکننده­ها در برخي از موارد بتن­پاشيبه ويژه پاشيدن بتن يا ملات به جداره­هاي مرطوب يا ريزشي نيز استفاده مي­شود. 

با استفاده از زودسخت­کننده­هاامکان دستيابي به مقاومت‌هاي زودرس فراهم مي‌شود. از زودسخت‌کننده‌ها براي بتن‌ريزيدر هواي سرد يا به منظور زود بازکردن قالب‌ها در دماي معمولي محيط استفاده مي‌شود^[6]. کاربرد ديگرزودسخت­کننده­ها در برخي از ملات­هاي تعميراتي پايه سيماني است. اين موضوع به ويژهدر تعمير نقاطي  که زودهنگام تحت بارگذاريقرار مي­گيرند, مانند تعمير روسازي بزرگراه­ها, به کار مي­آيد.

نکته 5-5 – به طور کلي شتاب‌دهنده‌ها براي افزايش آهنگکسب مقاومت تا 24 ساعت در دماي کم و تا 12 ساعت در دماي معمولي توجيه اقتصاديدارند. براي شتاب دادن به آهنگ کسب مقاومت در ساير موارد, استفاده از فوق­روان­کنندهيا فراروان­کننده به تنهايي پاسخگو و به صرفه­تر هستند^[6].

نکته 5-6 – به طور کلي شتاب‌دهنده‌ها را نبايد به عنوانمواد ضديخ بتن تلقي نمود زيرا در مقادير مصرف متعارف، اين مواد نقطه انجماد بتن راتنها به ميزان اندكي (كمتر از 2 درجه سانتي‌گراد) كاهش مي‌دهند^[2].

نكته 5-7 – افزودني‌هاي مورداستفاده براي بتن‌ريزي در هواي سرد که در ايران به نام "ضديخ بتن" ارايهمي‌شوند در حقيقت نوعي زودسخت‌کننده هستند که امکان دستيابي به مقاومت‌هاي زودرسرا در هواي سرد فراهم مي‌آورند. ضديخ بتن که براي کاهش نقطه انجماد بتن تازه و جلوگيرياز يخ‌زدن آن مورد استفاده قرار مي‌گيرد در مبحث "افزودني‌هاي متفرقه"مورد بررسي قرار خواهد گرفت.

5-6 – تاثير شتاب­دهنده­ها بر ويژگی‌های بتن تازه

افزودني‌هاي شتاب­دهنده بربرخي از ويژگي­هاي بتن تازه به شرح زير تاثير مي‌گذارند.

5-6-1 - زمان گيرش

زمان گيرش بتن بهتركيبات شيميايي و اندازه ذرات سيمان، دما و نسبت آب به سيمان بستگي دارد. شتاب­دهنده­هادر مقادير مصرف متعارف, زمان گيرش اوليه و نهايي را کاهش مي­دهند. با استفاده ازآني­گيرکننده­ها مي­توان زمان گيرش را به 15 تا 30 ثانيه کاهش داد^[2].

برخي از شتاب­دهنده­ها درمقادير مصرف زياد نه تنها زمان گيرش را کاهش نمي­دهند بلکه ممکن است باعث کندگيريهم شوند[2].

5-6-2 – مقدار هوا

برخي از شتاب­دهنده­ها احتمال تشکيل حباب­هاي هوارا در بتن تازه افزايش مي­دهند, بنابراين براي دستيابي به يک مقدار هواي مشخص دربتن حاوي شتاب­دهنده به مقدار کمتري افزودني هوازا نياز است. گو اينکه ممکن استاندازه حباب­هاي هوا و ضريب فاصله بين آنها افزايش پيدا کند و کارآمدي هوازاييکاهش يابد^[2].

5-6-3 - كارآيي و رواني

شتاب­دهنده­ها بر کارآيي ومقدار رواني بتن تاثيري ندارند ولي به دليل کاهش زمان گيرش, آهنگ افت رواني(اسلامپ) را افزايش مي­دهند.

 5-6-4 - آب انداختگي

شتاب­دهنده­ها به دليلتسريع واکنش آبگيري, مقدار و آهنگ آب­انداختن را کاهش مي­دهند^[7].

5-6-5 – حرارت آبگيري

شتاب­دهنده­ها بر مقدارحرارت آبگيري (هيدراته شدن) سيمان تاثير قابل ملاحظه­اي ندارند ولي آهنگ آزاد شدنحرارت ناشي از آبگيري را شتاب مي­دهند^[7]. شتاب­دهنده­ها تاثيري بر واکنش پوزولاني ندارند بنابراين درسيمان­هاي آميخته, تنها بر حرارت آبگيري بخش سيمان پرتلند تاثير مي­گذارند^[4].

5-7 - تاثير بر ويژگي‌های بتن سخت­شده

5-7-1 - مقاومت

تاثير شتاب­دهنده­ها برمقاومت­هاي کوتاه­مدت و درازمدت و آهنگ کسب مقاومت بتن بستگي به نوع و مقدار مصرفآنها دارد.

تري­اتانل­آمين به دليلکُندکردن واکنش آبگيري سيليکات­هاي سيمان, آهنگ کسب مقاومت و مقاومت­هاي کوتاه­مدتو درازمدت را نسبت به نمونه شاهد (بتن بدون شتاب­دهنده) تا حدودي کاهش مي­دهد^[4].

آني­گيرکننده­ها مانندکربنات­ها و هيدروکسيدهاي فلزات قليايي خاکي مقاومت فشاري 28 روزه را نسبت بهنمونه شاهد ممکن است تا 40 درصد کاهش دهند^[4]. برخي ديگر از آني­گيرکننده­هامانند سيليکات­ها و آلومينات­ها نه تنها مقاومت کوتاه­مدت بلکه مقاومت­هاي درازمدترا نيز نسبت به نمونه شاهد کاهش مي­دهند^[2]. آلومينات سديم و پتاسيم ممکن استمقاومت­هاي درازمدت را نسبت به نمونه شاهد تا 20 درصد کاهش دهند^[4].

زودگيرکننده­هاي پايهآلوميناتي و قليايي­ها روند کسب مقاومت را افزايش مي­دهند (مقاومت زودرس) وليمقاومت­هاي درازمدت را کاهش مي­دهند^[6],[4]. سيليکات سديم بر آهنگ کسب مقاومتکوتاه­مدت (مقاومت زودرس) تاثيري ندارد ولي مقاومت­هاي درازمدت را تا 40 درصد کاهشمي­دهد^[4]. اصلاح­کننده­هايرئولوژي, مانند سيليکات سديم اصلاح­شده, اثري در کسب مقاومت­هاي زودرس ندارند ومقاومت­هاي درازمدت را نيز کاهش نمي­دهند^[12],[3]. زودگيرکننده­هايبدون­قليايي مانند هيدروکسيد آلومينيم, سولفات و سولفيت آلومينيم در مقادير مصرفمتعارف آهنگ کسب مقاومت (مقاومت زودرس) و مقاومت درازمدت را نسبت به نمونه شاهدبهبود مي­بخشند, هر چند که افزايش روند کسب مقاومت آنها کمتر از نوع قليايي است^[6],[4].

کلسيم کلرايد در مقاديرمصرف تا 2 درصد وزن سيمان, مقاومت­هاي کوتاه­مدت و درازمدت را نسبت به نمونه شاهدافزايش مي­دهد^[4],[2]. در مقادير مصرف بيش از 4 درصدمقاومت فشاري درازمدت (بيش از يک سال) نسبت به نمونه شاهد کاهش مي­يابد^[4]. فرمات کلسيممقاومت­هاي کوتاه­مدت و درازمدت را نسبت به نمونه شاهد بهبود مي­بخشد^[7],[4]. نيتريت کلسيم­مقاومت­هاي کوتاه­مدت و درازمدت را نسبت به نمونه شاهد افزايش مي­دهد^[7]. تيوسولفاتسديم و فرمالدهايد ممکن است مقاومت فشاري درازمدت را نسبت به نمونه شاهد اندکيکاهش دهند^[7].

نکته 5-8 – در مورد زودگيرکننده­هاي بتن­پاشي که در واکنشآبگيري دخالت مي­کنند, انتظار مي­رود (نه به عنوان يک قانون کلي) که با افزايشتاثير زودگير بر زمان گيرش (کاهش هر چه بيشتر زمان گيرش), مقاومت درازمدت دچارکاهش بيشتري شود^[2]. از جمله عوامل موثر در اين کاهش مقاومت را مي­توان به تشکيلسيليکات کلسيم هيدراته (C-S-H) با نسبت آهک به سيليس (C/S) بيشتر, به هم خوردن نظم و آرامش فرآيند آبگيري C₃S, گيرش خيليسريع که با آزاد شدن گرماي بيشتري همراه است, و ساختاري متخلخل­تر اشاره کرد^[7].

نکته 5-9 – منظور از کاهش مقاومت ناشي از کاربرد شتاب­دهنده­هادر بتن, افت مقاومت نيست. يعني اينگونه نيست که مقاومت درازمدت در بتن داراي شتاب­دهندهنسبت به مقاومت کوتاه­مدت آن افت پيدا کند. تاثير بر افزايش يا کاهش مقاومت, نسبتبه نمونه شاهد (بدون شتاب­دهنده) سنجيده مي­شود.

5-7-2 – جمع‌شدگي (تكيدگي) و خزش

شتاب­دهنده­هايي که در روندواکنش آبگيري سيمان دخالت مي­کنند (عملکرد شيميايي) عموما جمع­شدگي و خزش را دربتن سخت­شده نسبت به نمونه شاهد افزايش مي­دهند^{[12],[7],[4],[2]}. در مورد شتاب­دهنده­هايبا عملکرد فيزيکي (اصلاح­کننده­هاي رئولوژي) اطلاعات زيادي در دسترس نمي­باشد.

5-7-3 – دوام (پايايي)

شتاب­دهنده­ها به ويژهزودسخت­کننده­ها, مقاومت در برابر خرابي ناشي از چرخه­هاي يخ­زدن و آب­شدن ومقاومت در برابر پوسته­شدن ناشي از کاربرد نمک­هاي يخ­زدا را در عمر اوليه افزايشمي­دهند ولي به دليل افزايش اندازه و ضريب فاصله حباب­هاي هوا (به بخش 5-6-2مراجعه شود) ممکن است در عمر زيادتر موجب کاهش اين مقاومت­ها شوند^[7],[2].

کلسيم کلرايد مقاومت بتن­هايساخته شده با سيمان­هاي نوع I و II را در برابر حمله سولفاتي کاهش مي­دهد, اين اثر به ويژه در مقاديرمصرف بيش از 2 درصد, نمايان­تر است. اين شتاب­دهنده در بتن­هاي داراي سيمانضدسولفات (نوع V) چنين اثري ندارد^[7],[4],[2]. در مورد تاثير ديگر شتاب­دهنده­هابر مقاومت در برابر حمله سولفات­ها گزارشي در دسترس نمي­باشد.

کلسيم کلرايد انبساط ناشياز واکنش قليايي سيليسي را افزايش مي­دهد^[2]. انتظار مي­رود که شتاب­دهنده­هايقليايي (داراي يون­هاي Na⁺ و K⁺) احتمال واکنش قليايي سيليسي را در بتن­هاي حاوي سنگدانه­هايمستعد اين واکنش, افزايش دهند^[7].

شتاب­دهنده­هاي داراي يونکلر, احتمال خوردگي ميلگردهاي فولادي را در بتن افزايش مي­دهند^[7],[4],[2]. برخي از شتاب­دهنده­هامانند فرمات کلسيم, تيوسولفات سديم و نيتريت کلسيم واکنش خوردگي فولاد را کُند مي­کنند^[7],[2]. استفاده ازشتاب­دهنده­هاي بر پايه تيوسيانات­ها مانند تيوسيانات سديم, تا مقدار مصرف کمتر از1% نقشي در تشديد خوردگي ميلگردهاي فولادي ندارند^[2].

5-7-4 – شوره­زدگي و تغيير رنگ سطح بتن

سديم کلرايد ممکن است موجبشوره­زدگي[31]سطح بتن شود^[7]. کلسيم کلرايد مي­تواند سبب تغيير رنگ[32]سطح بتن شود^[2]. دو نوع تغيير رنگ ممکن است بر اثر اندرکنش بين قليايي­هاي سيمانو کلسيم کلرايد پديد آيد. نوع نخست, پديدار شدن لکه­هاي روشن در زمينه تيره است کهمشخصه مخلوط بتني است که نسبت قليايي­هاي سيمان آن به کلسيم کلرايد نسبتا کم باشد.نوع دوم پديدار شدن لکه­هاي تيره در زمينه روشن است که مشخصه مخلوط بتني است که درآن نسبت قليايي­هاي سيمان به کلسيم کلرايد نسبتا زياد باشد^[2].

5-8 - تاثير مواد متشكله بتن بر کاركرد شتاب­دهنده­ها

مقدار، نوع، و تركيباتشيميايي سيمان بر کاركرد شتاب­دهنده­هايي که در واکنش آبگيري دخالت مي­کنند (باعملکرد شيميايي) تاثير مي‌گذارد. از آنجا که اصلاح­کننده رئولوژي (زودگيرکننده­هايبا عملکرد فيزيکي) در واکنش آبگيري دخالت نمي­کنند, انتظار مي­رود که مواد متشکلهبتن تاثيري بر کارکرد اين نوع از شتاب­دهنده­ها نداشته باشد^[3].

با افزايش مقدار يا نرمي(ريزدانگي) سيمان، ميزان تاثيرگذاري شتاب­دهنده­ها افزايش مي­يابد و بنابراين برايدستيابي به يک مقدار مشخص از کاهش زمان گيرش يا افزايش آهنگ کسب مقاومت (مقاومتزودرس), مقدار مصرف آنها مي­تواند کاهش يابد^[4].

سيمان­هاي با مقدار بيشترسه‌کلسيم‌آلومينات (C₃A) مانند نوع I و II در مقايسه با سيمان­هاي با مقدار کم (C₃A) مانند نوع IV و V  براي دستيابي به يک مقدار مشخص از کاهش زمانگيرش يا افزايش آهنگ کسب مقاومت (مقاومت زودرس), به مقدار کمتري شتاب­دهنده نيازدارند^[7],[2]. فرمات­کلسيمآهنگ کسب مقاومت و دستيابي به مقاومت زودرس را در سيمان­هاي با مقدار گچ کمتر,بيشتر افزايش مي­دهد^[7]. به عبارت ديگر, فرمات­کلسيم هنگامي شتاب­دهنده کارآمدتري است کهنسبت C₃A به SO₃ در سيمان بزرگتر از 4 باشد^[7]. در سيمان­هاي زودسخت­شونده برپايه کلسيم­فلوروآلوميناتي[33](C₁₁A₇.CaF₂), کلسيم کلرايد و کربنات­پتاسيمزمان گيرش را افزايش و روند کسب مقاومت اوليه را کاهش مي­دهند گو اينکه ممکن استمقاومت 24 ساعته تا حدودي تسريع يابد^[2].

اطلاعات محدودي در باره اثرشتاب­دهنده­ها بر مقدار انبساط بتن­هاي حاوي سيمان­هاي با جمع­شدگي جبران شده دردسترس است و بايد در خصوص تاثير اين افزودني­ها در مورد اين نوع بتن­ها بررسيبيشتري به عمل آيد^[2].

تاثير مواد متشکله بتن برفراروان­کننده­ها, به عنوان يک زودسخت­کننده با عملکرد فيزيکي, در فصل دوم بررسيشده است.

5-9 - تاثير عوامل محيطی و اجرايي

راندمان و ميزان کارآمديافزودني­هاي شتاب­دهنده بر کاهش زمان گيرش و افزايش آهنگ کسب مقاومت (مقاومتزودرس) در دماهاي کم (حدود 5 درجه سانتيگراد) بيشتر از دماهاي زيادتر است^[7].

هنگامي که از شتاب­دهنده­هابه همراه افزودني­هاي ديگر و يا از چند نوع شتاب­دهنده استفاده مي­شود, اينافزودني­ها بايد به طور جداگانه به مخلوط اضافه شوند. درهم آميختن افزودني­ها پيشاز افزودن به مخلوط تنها در صورتي مجاز است که قبلا آزمايش و تاييد شده باشد^[7].

زودگيرکننده­ها و اصلاح­کننده­هايرئولوژي ممکن است با يکديگر ناسازگار باشند و نبايد با هم مخلوط شوند^[12]. 

5-10 - رهنمودهای اجرايي در كارگاه

کلسيم کلرايد بايد به شکلمايع به مخلوط بتن افزوده شود. از افزودن کلسيم کلرايد پودري به بتن پرهيز شود^[2]. شتاب­دهنده­هايگوناگون بايد در ظروف جداگانه دربسته و به دور از آلوده شدن با گرد و غبار نگهداريشوند^[7]. براي جلوگيرياز تجزيه و به هم خوردن ترکيب, شتاب­دهنده­هاي مايع بايد به دور از حرارت و يخزدگينگهداري شوند. شتاب­دهنده­هاي مايع افزودني­هايي حاوي سوسپانسيون جامد در آب هستندکه در انبارداري درازمدت ممکن است بخش جامد آنها ته­نشين شود, در صورت رخ­دادنچنين حالتي بايد اين افزودني­ها پيش از مصرف کاملا به­هم­زده شوند^[7].

بسياري از شتاب­دهنده­هايپودري نسبت به رطوبت حساس هستند و به راحتي رطوبت محيط را جذب مي­کنند, اينافزودني­ها بايد در بسته­هاي نم­بند نگهداري شوند^[7].

5-11 - رهنمودهای كاربردی

حتي اگر اطلاعات كافي ومعتبر از كاربرد يك شتاب­دهنده با عملکرد شيميايي در دسترس باشد، به دليل تاثيرترکيبات شيميايي سيمان و عوامل محيطي بر کارکرد اين نوع افزودني, بهترين روش برايبررسي تاثير آن بر خواص بتن انجام آزمايش‌هاي كارگاهي و آزمون­هاي پيش از اجرا[34]است. لازم است اين آزمايش‌ها با توجه به اوضاع جوي پيش بيني شده، روش و امكاناتعملي ساخت و اجرا يا پاشش بتن، و با استفاده از مصالح مصرفي كارگاه انجام پذيرد. درمورد شتاب­دهنده­هاي با عملکرد فيزيکي (اصلاح­کننده­هاي رئولوژي) اين موضوع ازحساسيت کمتري برخوردار است.

استفاده از شتاب­دهنده­هاي حاوي كلرايد‌ از جمله کلسيمکلرايد در موارد زير مجاز نيست^[8]:

1- ساخت توقف‌گاه گاراژها.

2- بتن پيش تنيده به دليل امكان خطرات خوردگيفولاد.

3- بتني كه حاوي آلومينيم مدفون (مانند غلاف)باشد زيرا خوردگي شديد آلومينيم را مي‌تواند درپي داشته باشد، به ويژه اگرآلومينيم در تماس با فولاد مدفون و بتن در محيطي مرطوب قرار داشته باشد.

4- بتن حاوي سنگدانه‌هاي واكنش­زا.

5- بتني كه در معرض آب يا خاك سولفاتي قرار داشتهباشد.

6- دال‌هاي كف كه توسط خشكه­پاشي دانه­هاي فلزيپرداخت مي‌شوند.

7- بتن­ريزي در هواي گرم.

8- بتن‌ريزي­هاي حجيم.

5-12 - ارزيابي و انتخاب شتاب­دهنده

در ارزيابي افزودني‌هايشتاب­دهنده، علاوه بر موارد گفته شده در بخش 8-1 فصل يکم، بايد در نظر داشت که بهدليل اندرکنش اين افزودني­ها با آبگيري سيمان, مناسب­ترين روش براي ارزيابي وانتخاب شتاب­دهنده­ها استفاده از مخلوط­هاي آزمايشي و آزمون­هاي پيش از اجرا است.تکيه بر مدارک فني و تجربيات پيشين استفاده از يک نوع شتاب­دهنده به عنوان يکرهنمود و نه يک معيار براي ارزيابي مي­تواند مورد توجه قرار گيرد.

5-13 - كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابت بودن موادافزودني 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 مواد جامد، غلظت ظاهري، طيف سنجي براي مواد آلي،مقدار كلرايد، درصد قليايي­ها (يون سديم و پتاسيم), درجه قليايي (pH)، و برخي ازموارد ديگر هستند. آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران^[10] راهنمايي‌هايلازم براي تعيين يكنواختي افزودني‌هاي شيميايي را به تفصيل بيان نموده‌اند. معمولابا كنترل رنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت و مقدار pH مي‌توانيكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاه را تاييد يا رد كرد.

چنانچه شتاب­دهنده­اي برايمدت زماني طولاني انبار شده باشد و گرانروي, بو يا رنگ ناهنجار داشته باشد بايدپيش از مصرف مورد آزمايش قرار گيرد.

افزودني‌هاي هوازا[35]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 نوع افزودني‌هاي با عملكرد فيزيكيهستند و تاثير مستقيم ‌بر فرآيند آبگيري سيمان ندارند. اين افزودني‌ها عمدتا ازمواد اثركننده بر سطح تشکيل مي‌شوند. مواد اثركننده بر سطح[36] موادي هستند كه در سطح مشترك بين دوفاز آميخته نشدني متمركز مي‌شوند و نيروهاي فيزيكي-شيميايي موثر بر اين سطح راتغيير مي‌دهند.

هوازاها در سطح مشترک هوا–آب در خميرسيمان عمل مي‌کنند و کشش سطحي آب را کاهش مي‌دهند و بدين ترتيب بخش عمده‌اي ازحباب‌هاي هواي ناپايدار پديدآمده در حين اختلاط را به ريزحباب‌هاي پايدار تبديل مي‌کنند.اين افزودني‌ها عمدتا داراي يک انتهاي آب‌دوست[37]و يک دنباله آب‌گريز[38]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 حباب‌هايهوا توسط افزودني هوازا در شکل 1 نشان داده شده است^[7]. انتهاي آب‌دوست که در سطح حباب و درتماس با آب قرار دارد با بار الکتريکي که به حباب‌ها مي‌دهد از يک سو با استفادهاز پديده دفع بارهاي همنام از به هم چسبيدن حباب‌ها به يکديگر جلوگيري مي‌کند (شکل2) و از سوي ديگر به جذب اين حباب‌ها به سطح ذرات سيمان و سنگدانه کمک (شکل3) ومانند يک عامل رابط و پيونددهنده بين ذرات سيمان و سنگدانه عمل مي‌کند و چسبندگيدروني[39](قوام) بتن را بهبود مي‌بخشد^[7]. 

3 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

مواد هوازا با ويژگي‌ها و خواص جانبي گوناگونتوليد و ارايه مي‌شوند كه بخش اصلي مواد تشكيل‌دهنده آنها عبارتند 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

افزودني‌هاي هوازا به دلايل زير در بتن به کار مي‌روند:

·       بهبود پايايي بتن سخت‌شده به ويژهدر برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن

·       بهبود ويژگي‌هاي بتن تازه به ويژهکارآيي (کارپذيري) و قوام

هر چند دليل اصلي کاربرد افزودني هوازا بهبود پايايي دربرابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن است ولي اين افزودني ساير ويژگي‌هاي بتن را نيز بهاندازه‌اي بهبود مي‌بخشد که کاربرد آن در مناطق معتدل و گرم (بدون خطر يخبندان) رابا رشد روزافزون روبرو کرده است. 

5 – تاثير هوازاها بر ويژگي‌هاي بتن تازه

افزودني‌هاي هوازا علاوه برافزايش مقدار هواي مخلوط بتن تازه، بر برخي ديگر از خواص آن نيز تاثير مي‌گذارند.

5-1 –بازده حجمي‌

از آنجا که هوازايي موجبافزايش حجم بتن تازه مي‌شود، در هنگام طرح اختلاط بايد اين افزايش حجم در محاسباتمربوط به بازده حجمي ‌و تعيين نسبت اجزاي تشکيل‌دهنده بتن در نظر گرفته شود.

5-2 - كارآيي

حباب‌هاي هوا مانند ساچمه‌هاي ريزي عمل مي‌کنندکه حرکت سنگدانه‌ها بر روي يکديگر را، به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان، آسانتر مي‌کنندو رواني (اسلامپ) بتن را افزايش مي‌دهند. به عبارت ديگر، در بتن‌هاي با روانييکسان، بتن هوازايي شده به مقدار آب کمتري نياز دارد^[5].

از آنجا که هوازايي، حجم خمير را در مخلوط بتنافزايش مي‌دهد، حالت خميري بتن‌هاي کم‌سيمان را بهبود مي‌بخشد و کارکردن با آنهارا آسان‌تر مي‌کند. اين موضوع به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان که بزرگترين اندازهسنگدانه آنها بيش از 38 ميليمتر است بسيار چشمگيرتر است^[1].

نکته 1- در بتن‌هاي پرسيمان، هوازايي ممکن استحالت خميري بتن را به اندازه‌اي افزايش دهد که تاثير منفي بر کارپذيري مخلوط داشتهباشد.

هوازايي در مخلوط‌هاي بتن با ريزدانه ناكافي مي‌تواندچسبندگي داخلي بين سنگدانه‌ها را تا حدودي افزايش دهد (شکل 3) و حالت خميري وكارآيي بتن را بهبود بخشد. به همين دليل استفاده از افزودني‌هاي هوازا در اندودهايسيماني، چسبندگي و قوام اين اندودها را بهبود مي‌بخشد^[1].

5-3 - آب انداختن

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

5-4 - جداشدگي

هوازايي به دليل افزايش حجمبخش خمير مخلوط و بهبود چسبندگي داخلي، جداشدگي را کاهش مي‌دهد^[1]. اين موضوع بهويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان يا با ريزدانه ناکافي نمايان‌تر است.

 5-5 - پرداخت پذيري

هوازايي در بتن‌هاي کم‌سيمانيا با ريزدانه ناکافي مي‌تواند پرداخت‌پذيري مخلوط را بهبود بخشد ولي در بتن‌هايپرسيمان يا پرماسه به دليل افزايش بيش از اندازه چسبندگي مخلوط ممکن است عملياتپرداخت سطح بتن را با مشکل روبرو کند^[1].

5-6 – تراكم‌پذيري

حباب‌هاي هوا به دليلعملکرد ساچمه‌اي، حركت و لغزش ذرات بر روي يكديگر را در داخل مخلوط بتن آسان‌تر مي‌كنندو خواص ريولوژيك بتن تازه و رفتار آن را در هنگام ارتعاش و متراكم‌شدن بهبود مي‌بخشند^[7]. براي متراكم‌كردنبتن‌هاي هوازايي شده 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.

6 - تاثير بر ويژگي‌هاي بتن سخت شده

6-1 - مقاومت

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

براي رواني يکسان، هنگامي‌کهدر بتن‌هاي کم‌سيمان از سنگدانه‌هاي بزرگ استفاده مي‌شود، هوازايي الزاما منجر بهکاهش مقاومت بتن نمي‌شود. هوازايي در بيشتر موارد، آب اختلاط مورد نياز و در نتيجهنسبت آب به سيمان را کاهش مي‌دهد و مي‌تواند اثر کاهش مقاومت ناشي از هوازايي دربتن را جبران ‌کند^[5].

6-2 – جرم حجمي

هوازايي به دليل افزايشتخلخل بتن، جرم حجمي‌بتن تازه و سخت‌شده را کاهش مي‌دهد. اين کاهش جرم حجمي بتن بهاندازه‌اي نيست که بتن حاصله به عنوان بتن سبک به شمار آيد.

6-3 –پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن

ايجاد حباب‌هاي هوا در بتن، بيشترين تاثير را دربهبود پايايي آن در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن دارد^[4]. چنانچه خمير سيمان داراي حباب‌هايهوا باشد و ميانگين فاصله بين حباب‌هاي هوا خيلي بزرگ نباشد، اين حباب‌ها مانندمحفظه‌هايي براي جادادن آب يخ نزده عمل مي‌كنند و از فشار ايجاد شده در حفره‌‌ها ولوله‌هاي مويين مي‌كاهند. عقيده عمومي ‌بر آن است كه خمير سيماني كه مقاومت كافي داشتهباشد مي‌تواند به كمك هوازايي كاملاً در مقابل آسيب ناشي از يخ زدگي مصونيت يابد.با اين حال بايد در نظر داشت كه هوازايي به تنهايي نمي‌‌تواند مانع آسيب ديدگي بتندر اثر يخ زدگي شود زيرا بايد پديده يخ‌زدگي در سنگدانه را نيز در نظر داشت^[1].

تاثيرگذاري هوازايي بر بهبود پايايي در برابرچرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن، علاوه بر مقدار هواي بتن، به فاصله و اندازه‌ي حباب‌هايهوا و به طور کلي به ساختار حباب‌هاي هوا بستگي دارد^[4]. روشي براي ارزيابي ساختارو سيستم حباب‌هاي هوا در بتن سخت‌شده در ASTM C457 تشريح شده است. چنانچه ويژگي‌هايحباب‌هاي هوا به ترتيب زير باشد، مي‌توان آن را به عنوان ساختاري با مقاومت کافيدر برابر يخ‌زدن 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 پايايي در برابر واکنش‌هايانبساط‌زا

همانگونه که حباب‌هاي هوامانند محفظه‌هايي براي کاهش فشار ناشي از يخ‌زدن عمل مي‌کنند، به روشي مشابه مي‌توانندبراي جاي‌دادن محصولات حاصل از انبساط در حمله سولفاتي يا واکنش قليايي سيليسي عملکنند و از پديد آمدن تنش‌هاي مخرب ناشي از انبساط اين محصولات جلوگيري کنند^{[1] و[7]}. کارآمد بودن هوازايي دربرابر اينگونه واکنش‌هاي انبساطي مخرب نيازمند تحقيق و بررسي بيشتري است.

6-5- نفوذپذيري

نفوذپذيري بتن در برابرمايعات، با افزايش مقدار هواي بتن (ناشي از هوازايي) کاهش مي‌يابد. به طور کلينفوذپذيري بتن هوازايي شده کمتر از بتن هوازايي نشده است^[2].

6-6- مقاومت در برابر يخ‌زداها

هوازايي، مقاومت بتن دربرابر پوسته‌شدگي ناشي از کاربرد نمک‌هاي يخ‌زدا را افزايش مي‌دهد^[2]. براي توليد بتنمقاوم در برابر پوسته‌شدن لازم است حباب‌هاي هوا به طور يکنواخت پخش شوند. عدميکنواختي مي‌تواند ناشي از پراکندگي نامناسب حباب‌هاي هوا در حين اختلاط باشد.

7 - تاثير مواد متشكله بتن بر عملكرد هوازاها

همانگونه كه وجود مادهافزودني هوازا روي نسبت اجزا و ويژگي‌هاي بتن تاثير مي‌گذارد، خواص و مقدار اجزايتشكيل‌دهنده بتن نيز تاثير متقابل بر عملكرد هوازاها دارند.

7-1- سيمان

در محدوده مقادير متعارفسيمان و به ازاي درصد مصرف ثابت هوازا نسبت به سيمان، مقدار هواي ايجاد شده باافزايش مقدار سيمان کاهش مي‌يابد^[1]. تقريبا افزايش هر90 کيلوگرم سيمان در متر مکعب بتن، مقدار هواي ايجاد شده در بتن (هوازايي) را حدود1٪ کاهش مي‌دهد^[2].

در مقدار ثابت سيمان و مادههوازا، افزايش ريزي ذرات سيمان به کاهش مقدار حباب‌هاي هوا منجر خواهد شد. برايدستيابي به مقدار هوازايي يکسان، سيمان پرتلند نوع 3 که سيماني با ريزي زياد استدر مقايسه با سيمان نوع 1 با ريزي معمولي، ممکن است به دو برابر ماده افزودنيهوازا نياز داشته باشد^[1].

سيمان‌هاي پرقليا در مقايسهبا سيمان‌هاي کم‌قليا، به ازاي مقدار يکسان ماده هوازا، ممکن است حباب‌هاي هوايبيش‌تري ايجاد کنند. براي دستيابي به مقدار هواي يکسان، سيمان کم‌قليا در مقايسهبا 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 درشت برمقدار 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 ريز مخلوط برمقدار هواي ايجاد شده تاثير مي‌گذارد. افزايش سنگدانه ريز موجب مي‌شود که به ازايمقدار معيني سيمان و يا ماده افزودني هوازا، مقدار بيش‌تري حباب هوا ايجاد شود (دربتن هوازايي نشده نيز هواي محبوس بيش‌تر مي‌شود) ^[1].

بخش‌‌هايي از سنگدانه ريزکه از الک نمره 30 مي‌گذرند و روي الک نمره 100مي‌مانند (دانه‌هاي بين 150 تا 600ميکرون)، نسبت به دانه‌هاي خيلي ريز يا درشت‌تر، حباب‌هاي هواي بيش‌تري را ايجادمي‌کنند. اگر مقدار دانه‌هاي عبوري (گذرنده) از الک نمره 100 (کوچکتر از 150ميکرون) 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 اختلاط باعث مي‌شودکه آب بيش‌تري براي تشکيل حباب‌هاي هوا در محيط موجود باشد و به همين دليل باعثافزايش مقدار هوا مي‌شود.

افزودن مقدار کمي ‌آب بهبتني 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 اختلاط مصرفي نيزممکن است بر مقدار هواي بتن تاثير گذارد. آب آلوده به جلبک مقدار هوا را افزايش مي‌دهد.آب بازيافتي از شستشوي مخلوط‌کن‌ها که حاوي مقادير زيادي مواد قليايي است نيز مي‌تواندمشکل آفرين باشد^[1]. تاثير مقدار قليايي‌ها برهوازايي در بند 3-7-1 شرح داده شده است. آب‌هاي با سختي زياد در بيشتر موارد مقدارهواي بتن را کاهش مي‌دهند^[1].

7-5- پوزولان‌ها و رنگدانه‌ها

وجود مصالح ريزدانه و ذراتکوچکتر از 20 ميکرون در مخلوط (صرف نظر از اين که پرکننده، پوزولان، يا رنگدانهباشد) موجب کاهش هواي بتن مي‌شود^[2]. خاکستر بادي،مواد رنگي مانند دوده کربن يا ساير مواد خيلي ريز به ازاي مقدار معيني از مادهافزودني، معمولاً مقدار حباب‌هاي هوا را کاهش مي‌دهند^[3]. اين موضوع بهخصوص در مورد ريزدانه‌هايي که درصد زيادي کربن دارند صدق مي‌کند^[1].

استفاده از مقادير زيادسرباره يا دوده سيليسي در بتن ممکن است مقدار افزودني مورد نياز را، براي دستيابيبه يک مقدار معين هوا، تا دو برابر افزايش دهد^[1].

7-6- افزودني‌هاي شيميايي

مواد افزودني کندگيرکننده وکاهنده‌هاي آب، با پايدار کردن حباب‌هاي هوا، بازدهي مواد افزودني هوازا را 50 تا100 درصد افزايش مي‌دهند. بنابراين، وقتي از اين مواد استفاده مي‌شود معمولامقادير کم‌تري مواد افزودني هوازا مقدار هواي مورد نظر را تامين خواهند کرد^[1]. همچنين زمانافزودن مواد افزودني کاهنده آب يا کندگيرکننده به داخل مخلوط بر مقدار هواي ايجادشده تاثير مي‌گذارد. به طور کلي هر چه اين افزودني‌ها ديرتر به مخلوط اضافه شوندمقدار هوا افزايش مي‌يابد.

کندگيرکننده‌ها ممکن استفاصله بين حفره‌هاي هواي بتن را افزايش دهند^[1]. برخي از موادافزودني کاهنده آب يا کندگيرکننده‌ها با بعضي از مواد هوازا سازگاري ندارند.چنانچه اين مواد پيش از آنکه به داخل مخلوط‌کن ريخته شوند با هم به آب اختلاطاضافه شوند، ممکن است رسوب تشکيل دهند. اين رسوب بخشي از حبابهاي هواي مخلوط بتنرا از بين خواهد برد اما اين امر هرگز به آن معني نيست که اگر مواد افزودني يادشده 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]. فراروان‌کننده‌هاعمدتا در مقادير مصرف زياد ممکن است هواي بتن را کاهش دهند.

فوق‌روان‌کننده‌ها باافزايش ابعاد کلي حفره‌هاي هواي ايجاد شده بر خصوصيات سيستم حفره‌هاي هواي بتن سختشده تاثير مي‌گذارند. اين موضوع منجر به افزايش ضريب فاصله به مقاديري بيش ازحدمتعارف مي‌شود که گاه بزرگتر از فاصله‌اي است که براي پايايي (دوام) در برابر يخ‌زدنو آب‌شدن مطلوب شمرده مي‌شود (بخش 3-6-3). با اين همه، آزمايش‌هاي انجام شده رويبتن‌هاي هوازايي‌شده حاوي فوق‌روان‌کننده با ضرايب فاصله قدري بزرگ‌تر نشان داده‌اندکه اين بتن‌ها در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن از دوام مطلوبي برخوردارند^[3]. اين موضوع ممکناست ناشي از کاهش نسبت آب به سيمان در بتن‌هاي داراي فوق‌روان کننده باشد^[5].

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

8 - تاثير عوامل محيطي و اجرايي

چگونگي اختلاط، دما، انتقالو جابجاکردن، ارتعاش و لرزاندن، رواني (اسلامپ)، و پرداخت بتن از جمله عوامل مهم وتاثيرگذار بر عملكرد افزودني‌هاي هوازا هستند.

8-1- اختلاط 

نحوه اختلاط يکي از مهم‌ترينعوامل موثر بر توليد حباب‌هاي هوا در بتن است. مقدار حبابهاي هوا بر حسب نوع وشرايط 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 سرعت اختلاط تاحدود 20 دور درر دقيقه، مقدار هواي بيش‌تري ايجاد مي‌شود و با افزايش سرعت اختلاطبه بيش از 20 دور در دقيقه مقدار هواي ايجاد شده کاهش مي‌يابد. زمان و سرعتاختلاط، 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 مقدار هواي آنتاثير مي‌گذارد. با افزايش دماي بتن به خصوص وقتي اسلامپ نيز افزايش يابد، حباب‌هايهواي کم‌تري ايجاد مي‌شود. اين اثر، به خصوص در هنگام بتن‌ريزي در هواي گرم مهماست. کاهش مقدار هوا را در صورت نياز مي‌توان با افزايش مقدار ماده افزودني هوازاجبران کرد. در بتن ريزي در هواي سرد ماده افزودني هوازا ممکن است مقداري از تاثيرخود را از دست بدهد زيرا در حين ساخت بتن از آب گرم استفاده مي‌شود. براي جبراناين افت، مواد افزودني بايد پس از رسيدن مصالح به دماي تعادل به مخلوط اضافه شوند.اگر چه افزايش دماي بتن در حين اختلاط عموماً حجم هوا را کاهش مي‌دهد ولي ضريبفاصله و سطح ويژه حباب‌هاي هوا تحت تاثير زيادي قرار نمي‌گيرند^[1].

8-3- انتقال و جابه جا کردن

به طور کلي مقداري از هوايبتن، تقريباً 1 تا 2 درصد، در حين انتقال بتن از مخلوط‌کن به محل بتن‌ريزي هدر مي‌رود^[1]. مقدار هواي بتندر حين انتقال تحت تاثير پاره‌اي عوامل مانند زمان حمل، ميزان هم زدن يا ارتعاش درحين انتقال، دما، اسلامپ، مقدار آبي که دوباره اضافه مي‌شود، و نيز اجزاي تشکيلدهنده بتن قرار دارد. مقدار هواي بتن در محل بتن ريزي و در حين بتن ريزي از طريقتخليه با شوت، جرثقيل و جام (باکت)، فرغون، گاري موتوري و بيل تقريباً ثابت باقيمي‌ماند. جابه‌جا کردن بتن با پمپ و تسمه نقاله طويل مي‌تواند به کاهش مقدارهوايبتن منجر شود. پمپ کردن بتن باعث کاهش مقدار هوا تا حدود 5/2 درصد مي‌شود^[1]. افت مقدار هوا دربتن روان در حين اختلاط و جابجايي حدود 5/1 درصد است^[1].

8-4- ارتعاش و لرزاندن بتن

ارتعاش و لرزاندن بتن موجبکاهش چشمگيري در مقدار هوا خواهد شد و بايد از ارتعاش طولاني مدت بتن هوازايي‌شدهپرهيز کرد. هر چه اسلامپ زيادتر، مقدار هواي اوليه بيش‌تر، و مدت زمان ارتعاشطولاني‌تر باشد، درصد کاهش مقدار هوا حين ارتعاش زيادتر مي‌شود^[1]. چنانچه لرزاندنبه درستي انجام گيرد، مقدار کمي ‌از حباب‌هاي هوايي که عمداً ايجاد شده‌اند، ازدست خواهند رفت. هوايي که حين جا به جايي بتن و ارتعاش از بين مي‌رود، اکثراً حباب‌هايبزرگي را شامل مي‌شود که از نظر مقاومت و دوام معمولاً نامطلوب‌اند^[1].

ارتعاشگرهاي دروني[40]بيش‌تر از ارتعاشگرهاي بيروني[41]مقدار هوا را کاهش مي‌دهند. مقدار از دست دادن هوا ناشي از ارتعاش با کاهش حجم بتنيا با افزايش بسامد[42]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 ثابت از مادهافزودني هوازا، مقدار هواي بتن با افزايش اسلامپ تا حدود 175 ميليمتر، افزايش مي‌يابدو 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 و اختلاط راآسان‌تر و امکان تشکيل حباب‌هاي هوا را بيش‌‌تر مي‌کند. در بتن‌هاي با رواني‌هايزياد، احتمال پرشدن فضاي خالي بين دانه‌ها بزرگتر با دانه‌هاي ريزتر بيش‌تر مي‌شودو اين موضوع مي‌تواند به رانده شدن و از بين رفتن حباب‌هاي هوا منجر شود(بيانجامد).

افزودن هر 5 ليتر آب در يکمتر مکعب بتن مي‌تواند اسلامپ را تقريباً به اندازه 25 ميليمتر افزايش دهد^[5]. هر 25 ميليمترافزايش 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 مقاديرتقريبي تا حدود زيادي به دماي بتن، اسلامپ، نوع و مقدار سيمان و ماده افزودنيمصرفي بستگي دارد.

8-6- پرداخت

شمشه‌کشي، ماله‌کشي، وعمليات 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 كافي ومعتبر 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 راهنمايي‌هاي بسيارسودمندي در آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران برايكاربرد 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[43]نزديك به شرايط واقعي كاربردي در كارگاه كرد.

از به کاربردن افزودني‌هايهوازا به شکل پودر بايد پرهيز شود. اين افزودني‌ها بايستي به صورت محلول به مخلوطبتن افزوده شوند.

از آنجا که عملکرد افزودني‌هايهوازا به نوع و شدت اختلاط بستگي دارد، بايد آنها را در ايستگاه بتن‌ساز و درهنگام اختلاط به بتن اضافه کرد و افزودن آنها در پاي کار به داخل ديگ کاميون مخلوط‌کنکارآمد نيست و توصيه نمي‌شود.

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

به دليل اهميت موضوع وهمچنان‌که پيش‌تر گفته شد، چون هوازاها با برخي از افزودني‌هاي ديگر و به ويژه بابرخي از کاهنده‌هاي آب سازگاري ندارند و آميختن آنها پيش از ريختن در مخلوط بتن مي‌تواندمنجر به توليد رسوب و کاهش راندمان افزودني‌ها شود بايد هوازاها به طور جداگانهپيمانه و به مخلوط اضافه گردند.

با توجه به اين كه مقدارمصرف 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 و آگاه کردنآنان در مورد حساسيت و اثرات منفي احتمالي ناشي از مصارف نادرست افزودني هوازا،الزامي و بسيار سودمند خواهد بود.

10 - ارزيابي و انتخاب ماده هوازا

براي ارزيابي و انتخابافزودني 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 افزودني هوازابراي دستيابي به يک مقدار مشخص هوا در بتن بايد بر اساس ساخت مخلوط‌هاي آزمايشي بامصالح مصرفي تعيين شود. مقادير مصرف واقعي در مواردي ممکن است با محدوده مصرفپيشنهادي توليدکننده تفاوت قابل ملاحظه‌اي داشته باشد.

براي اصلاح تاثير مقدار هوابر اسلامپ در مخلوط آزمايشي بتن هوازايي شده، به ازاي هر يک درصد افزايش يا کاهشمقدار هواي مخلوط آزمايشي مي‌توان مقدار آب اختلاط را به اندازه 5/2 کيلوگرم درمتر مکعب بتن کاهش يا افزايش داد^[5].

مقدار هواي اندازه‌گيري شدهدر بتن هوازايي شده، مجموع هواي محبوس و هواي ايجاد شده (هوازايي) است. از آنجا کهفقط حباب‌هاي عمدي ايجاد شده در مقاومت در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن نقش دارند، براياطمينان از مقاومت بتن هوازايي شده در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن نمي‌توانتنها به مقدار هواي اندازه‌گيري شده بسنده کرد. براي اطلاعات بيشتر به بند 3-6مراجعه شود.

11 - كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابت بودن يكافزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شود وبرابري 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 كنترل رنگ، بو،شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت و مقدار pH مي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاهرا تاييد يا رد كرد.

لزومبکارگیری افزودنی ها در حاشیه خلیج فارس

عناوین مطالب مطروحه

- مقدمه

- ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس

- نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن آماده معمولی درحاشیه خلیج فارس

- نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد روان کننده و آشنایی گسترده تر با آن هادر بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد دیرگیرکننده در بتن های حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) دربتن حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد بازدارنده خوردگی در بتن های حاشیه خلیجفارس

- نقش مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن هایحاشیه خلیج فارس

- نقش مواد حفاظت کننده سطحی در سازه های بتنی حاشیهخلیج فارس

مقدمه

- لزوم مصرف افزودنی برای بهبود کیفیت بتن و بالابردن مقاومت، دوام و نفوذپذیری

- نیاز به بتن با دوام و نفوذناپذیر در حاشیه خلیجفارس بویژه در مورد بتن مسلح

- وجود مشکل خوردگی میلگردهای بتن در حاشیه خلیج فارس

- عدم امکان ساخت بتن مطلوب بدون مصرف افزودنی هایمختلف و ضروری

- وجود مشکلات اجرایی منجمله گرمی هوا

- عدم امکان رفع مشکلات اجرایی بدون مصرف افزودنی هایلازم

- امکان افزایش عمر مفید سازه های بتنی با افزودنی ها

- گستردگی استفاده از بتن آماده و مشکلات آن

ویژگی های بتن مطلوب در حاشیه خلیج فارس

ویژگی های بتن مطلوب می تواند مربوط به موارد زیرباشد:

الف: ویژگی های ضابطه ای بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)

- کیفیت مصالح سنگی از نظر مکانیکی و وجود مواد زیانآور بویژه یون کلرید

- ویژگی های هندسی و شکلی مصالح سنگی مانند محدودیتحداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و شکستگی درشت دانه ها

- دانه بندی مصالح سنگی: بافت دانه بندی متوسط تانسبتا ریز

- کیفیت سیمان: مصرف سیمان هایی با C₃A بیشتر از 5 و کمتر از 8 درصد

- کیفیت آب: محدودیت مواد زیانآور بویژه یون کلرید

- نسبت های اختلاط: محدودیتحداکثر نسبت آب به سیمان (45/0 و 4/0)، محدودیت حداقل و حداکثر عیار سیمان (حداقل350 طبق آبا و 325 تا 375 طبق آیین نامه پایایی)

- کارآیی: نیاز به روانی 75 تا150 میلیمتر در غالب موارد بجز بتن ترمی یا برخی قطعات پیش ساخته

- نوع و نحوه ریختن و تراکم:بتن ریزی بدون جداشدگی و تراکم مناسب

- نحوه عمل آوری: عمل آوریمناسب و ترجیحا با رطوبت رسانی به مدت کافی

- دما در هنگام ریختن: حداکثر30 یا 32 درجه

ب: ویژگی های عملکردی بتن مسلح (قسمت روی میلگرد)

- مقاومت فشاری 28 روزه بتن: حداقل رده C35 طبق آبا یا حداقل رده C30 تا C40 درآیین نامه پایایی

- جذب آب نیم ساعته بتن 28 روزه(BS 1881:Part 122):حداکثر 2 تا 3 درصد

- عمق نفوذ آب تحت فشار بتن 28روزه (EN 12390: Part 8): حداکثر 10 تا 30 میلیمتر

- شاخص عبور جریان الکتریکی دربتن 28 روزه (ASTM C1202): حداکثر 2000 تا 3000 کولمب

- مقاومت ویژه الکتریکی 28روزه: حداقل 50 تا 100 اهم متر

- ضریب جذب آب مویینه (روش Rilem):حداکثر 7/0 تا 9/0 میلیمتر بر جذر زمان برحسب ساعت

- جذب آب سطحی اولیه (ISAT) (BS 1881:Part 208):

حداکثر25/0 تا 5/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 10 دقیقه اول)

حداکثر15/0 تا 3/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 30 دقیقه)

حداکثر1/0 تا 2/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در یک ساعت)

حداکثر075/0 تا 15/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 2 ساعت)

- ضریب نفوذ گاز اکسیژن (روش Cembureau):حداکثر ^17-10 تا ^17-10×5 مترمربع

- ضریب انتشار یون کلرید دربتن: حداکثر 30 تا 150 میلیمتر مربع در سال

- جذب آب نهایی (ASTM C642):حداکثر 4 تا 6 درصد

نیاز مبرم به تغییر کیفیت بتن های آماده معمولی درحاشیه خلیج فارس

با توجه به ویژگی های بتن مطلوب نمی توان از بتن هایآماده معمولی در حاشیه خلیج فارس استفاده کرد.

وضعیت فعلی و مطلوب را می توان بصورت زیر مقایسه کرد:

وضعیت فعلی بتن های آماده

- فروش بتن براساس عیار سیمان

- فروش بتن براساس مقاومت های 28 روزه استوانه ای درحد 20 و 25 مگاپاسکال (25 و 30 مکعبی)

- استفاده از سنگدانه با حداکثر اندازه اسمی 25میلیمتر و دانه بندی متوسط تا درشت

- عدم محدویت نسبت آب به سیمان و نامشخص بودن آن

- عدم توجه به روانی مطلوب و افزودن آب در پای کار بهعلت کارآیی کم

- حمل در فواصل طولانی در هوای گرم بدون توجه به زمانگیرش اولیه

- عدم وجود محدودیت برای دمای بتن در هنگام ریختن

- عدم کنترل جدی میزان یون کلرید بتن

- عدم توجه به نوع سیمان مصرفی

- عدم توجه به محدودیت های عیار سیمان

- عدم بکارگیری افزودنی های فوق روان کننده،کندگیرکننده و میکروسیلیس و غیره

وضعیت مطلوب بتن های آماده

- فروش بتن براساس رده های مقاومتی 28 روزه استوانهای 30 تا 40 مگاپاسکال (35 تا 45 مکعبی)

- رعایت حداکثر اندازه اسمی 20 میلیمتر و دانه بندیمتوسط تا نسبتا ریز

- استفاده از شن نیمه شکسته یا شکسته و ترجیحا ماسهگردگوشه

- رعایت نسبت آب به سیمان 4/0 یا 45/0

- درنظر گرفتن روانی مطلوب با توجه به نوع قطعه ووسیله بتن ریزی

- رعایت محدودیت های عیار سیمان بویژه حداکثر عیارسیمان

- توجه به فاصله زمانی حمل و استفاده از کندگیرکنندهبویژه در هوای گرم

- توجه به حداکثر دمای مجاز در هنگام ریختن بتن ومسلما ساخت بتن خنک در کارخانه

- کنترل مقدار یون کلرید موجود در بتن مسلح

- استفاده از سیمان های مناسب و مجاز برای بتن مسلح

- بکارگیری روان کننده یا فوق روان کننده

- استفاده از دوده سیلیسی و فوق روان کننده

نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس

- برای دستیابی به بتن مطلوب و اجرای مناسب نیاز بهافزودنی های مختلفی احساس می شود.

- برای تامین روانی با وجود کاهش نسبت آب به سیماننیاز به روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.

- امروزه مواد روان کننده یا فوق روان کننده معمولابه افزایش مقاومت و دوام بتن منجر می شود.

- برای اجرای بهتر و دیرگرفتن بتن نیاز به موادکندگیرکننده وجود دارد.

- گاه برای کاهش نفوذ یون کلرید و رطوبت در بتن نیازبه مصرف پوزولان های طبیعی و مصنوعی مناسب یا سرباره ها وجود دارد.

- دوده سیلیسی می تواند به شدت از نفوذ یون کلرید وخوردگی میلگردها بکاهد.

- بکارگیری دوده سیلیسی نیازمند بکارگیری فوق روانکننده بیشتری می باشد.

- امروزه در برخی پروژه ها از مواد بازدارنده خورندگیدر بتن استفاده می شود.

- نقش برخی مواد آب بندکننده و یا دافع آب در بتن درکاهش خوردگی میلگردها روشن نیست اما بنظر می رسد کاهش نفوذ رطوبت و یون کلرید دربتن در اکثر موارد مثبت باشد.

- برخی مواد هرچند افزودنی محسوب نمی شود اما کمکمهمی را به انجام می رسانند مانند موادی که برای پوشش روی میلگردها و یا پوشش سطحیبتن بکار می روند.

نقش مواد روان کننده در بتن های حاشیه خلیج فارس وآشنایی گسترده تر با آنها

- مواد روان کننده معمولا پیوند اجزای بتن با یکدیگرو سایر اجزا را در بتن تازه کاهش می دهند.

- مواد روان کننده به توزیع سیمان و مواد پودری ریزدر بتن کمک می کنند.

- مواد روان کننده موجب روان تر شدن بتن می گردند.

- مواد روان کننده می تواند به کاهش آب بتن منجر شودبدون اینکه روانی افزایش یابد.

- مواد روان کننده می تواند به کاهش نسبت آب به سیمانبتن منجر شود بدون اینکه روانی و عیار سیمان افزایش یابد.

- مواد روان کننده می تواند به افزایش مقاومت و دوامو نفوذناپذیری بتن منجر شود حتی اگر نسبت آب به سیمان کاهش نیابد.

- مواد روان کننده می تواند موجب کاهش مصرف سیمان باحفظ روانی بتن گردد.

- مواد روان کننده می تواند به کاهش جمع شدگی وافزایش مقاومت و دوام و نفوذناپذیری بتن بدلیل کاهش مصرف سیمان با وجود ثابت بودننسبت آب به سیمان منجر شود.

- مواد روان کننده می تواند در یک زمان به کاهش نسبتآب به سیمان، کاهش عیار سیمان و افزایش روانی منجر گردد و موجب افزایش مقاومت،دوام، نفوذناپذیری و کاهش جمع شدگی شود.

مثال هایی از طرح مخلوط بتن در حاشیه خلیج فارس

مثال1: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحلیا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب بدون میکروسیلیس

مثال2: بکارگیری بتن در یک سازه بسیار نزدیک به ساحلیا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب با میکروسیلیس

مثال3: بکارگیری بتن در یک سازه با فاصله متوسط ازساحل بیرون خاک و یا درون خاک در نزدیکی ساحل و یا درون آب دریا

- در این مثال ها که نسبتا واقعی هستند نشان داده میشود که چگونه نیاز به مصرف مواد افزودنی روان کننده یا فوق روان کننده وجود دارد.

- در این مثال ها سعی شده از آنچه در آیین نامهپایایی بتن ایران آمده است کاملا تبعیت شود.

آشنایی گسترده تر با روان کننده ها

روان کننده های معمولی                               Placticizers (P) or Water Reducing Agents (WRA)

- روان­کننده­های معمولی بیش از نیم قرنسابقه دارند. این مواد معمولاً به صورت لیگنوسولفونات ها در بازار ایران وجوددارد.

- روان­کننده­های معمولی باید حداقل 5­ درصد از آببتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.

- روان­کننده­های معمولی حداکثر می توانند 12درصد ازآب بتن را با حداکثر میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.

- روان­کننده­های معمولی غالبا نقش کندگیرکننده  را نیز دارا می باشند.

- روان­کننده­های معمولی ممکن است تا حدودی حبابزاییداشته باشند.

- میزان مصرف پیشنهادی روان­کننده­های لیگنوسولفوناتیبین 2/0 تا 1درصد وزنی سیمان است.

- غلظت مواد پودری روان­کننده­های معمولی باید درحدود 38 تا 42 درصد وزن مایع باشد و در این حالت چگالی آن 17/1 تا 20/1 کیلوگرم برلیتر است.

- ماده لیگنوسولفوناتی دارای رنگ قهوه ای تیره با بویتند زننده الکلی می باشد.

- مواد روان­کننده معمولی غالبا دارای افت اسلامپ کمیهستند و برای مدت بیشتری می توانند حفظ روانی نمایند.

- قیمت روان­کننده معمولی مایع با غلظت معمول امروزهدر محدوده 550 تا 650 تومان به ازای هر کیلو می باشد.

- با افزودن برخی افزونه ها به مواد روان­کنندهمعمولی می توان بر حبابزایی، گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذارد.

روان­کننده­های قوی یا فوق­روان­کننده­ها

Super Placticizers(SP), High Range Water Reducing Agents (HRWRA)

- فوق روان­کننده­ها باید دست کم 12 درصد ازآب بتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.

- روان­کننده­های قوی دارای دسته بندی های مختلفی ازنظر نوع مواد متشکله هستند. سابقه برخی از این مواد بیش از روان­کننده­های معمولیو سابقه بعضی از آنها کمتر از دو دهه است.

- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده از جمله فوقروان­کننده­های قدیمی است که معمولا به نام مواد نفتالینی شناخته می شود.

- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده دارای رنگ قهوه ای تیره است و ذاتا کندگیر می باشد.

- غلظت فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده پودری درحدود 33 تا 37 درصد وزن مایع می باشد و در این حالت چگالی آن بین 16/1 تا 18/1کیلوگرم بر لیتر است.

- میزان مصرف پیشنهادی فوق روان­کننده نفتالینی بستهبه غلظت آن بین 3/0 تا 5/1 درصد وزن سیمان است.

- حداکثر کاهش آب فوق روان­کننده­نفتالینی در حدود 22درصد به ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی می باشد.

- افت روانی فوق روان­کننده نفتالینی متوسط می باشد وبهرحال باید مدنظر قرار گیرد.

- قیمت فوق روان­کننده نفتالینی با غلظت متعارف وبسته به میزان کندگیری یا حفظ روانی بین 950 تا 1150 تومان به ازای هر کیلو میباشد.

- با افزودن برخی مواد به فوق روان­کننده نفتالینی میتوان بر زمان گیرش و حفظ روانی آن تاثیر گذاشت.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده از جمله فوق روان کننده های نسبتا قدیمی هستند که معمولا به نام ملامینیشناخته می شود.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده پودری دارای رنگ سفید و مایع آن بیرنگ متمایل به شکری است.

- فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده ذاتا از زودگیری برخوردار است و افت اسلامپ آن زیاد می باشد.

- غلظت مواد پودری ملامینی بین20 تا 35 درصد وزنی مایع آن می باشد و چگالی آن بین08/1 تا 12/1 می باشد.

- با افزودن مواد کندگیرکننده وبرخی افزونه های دیگر می توان زمان گیرش را زیادتر و افت اسلامپ آن را کمتر نمود.

- در مواردی که فاصله زمانی ساختبا حمل بتن زیاد است بهتر است این مواد را مصرف ننمود.

- حداقل درصد کاهش آب این موادبه ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12درصد باشد.

- حداکثر درصد کاهش آب موادملامینی ممکن است به بیش از 25 درصد بالغ شود.

- مواد پودری ملامینی در ایرانساخته می شود و بدین دلیل قیمت واحد آن عملا در حد روان کننده های معمولی است.

- قیمت مواد ملامینی مایعایرانی بسته به غلظت آن بین 650 تا 800 تومان به ازای هر کیلو می باشد. قیمت نوعخارجی آن در حدود 30 تا 50 درصد بالاتر است.

- میزان مصرف مواد ملامینی مایعبسته به غلظت آن بین 5/0 تا 5/3 درصد می باشد.

- پلی­کربوکسیلات­ها یا موادپلی کربوکسیلیک اتری از جمله فوق روان کننده های جدیدتر می باشند.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی بصورتمایع و به رنگهای طوسی یا زرد کدر به بازار عرضه می شود.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی معمولابصورت خنثی می باشند و می توان آنرا زودگیر یا کندگیرتر نمود.

- مواد پلی­کربوکسیلاتی معمولااز افت اسلامپ متوسطی برخوردار است که می توان مدت حفظ اسلامپ را افزایش داد.

- حداقل درصد کاهش آب این موادبه ازای حداقل میزان مصرف پیشنهادی نباید کمتر از 12 درصد باشد.

- حداکثر درصد کاهش آب این موادبه ازای حداکثر میزان مصرف پیشنهادی به حدود 35 درصد می رسد.

- میزان مصرف این مواد بین 3/0تا 5/1 درصد پیشنهاد می شود.

- قیمت پلی کربوکسیلات ها بستهبه نوع و غلظت آن بین 2500 تا 3200 تومان به ازای هرکیلو می باشد.

- چگالی پلی کربوکسیلات ها بین05/1 تا 1/1 کیلوگرم بر لیتر می باشد.

- آکریلات ها از جمله فوق روانکننده های جدید هستند که کمتر در ایران مصرف می شود.

- آکریلات ها بصورت مایع شیریرنگ هستند.

نقش مواد دیرگیرکننده (Retarders) در بتنهای حاشیه خلیج فارس

- این مواد مجازند زمان گیرش بتن را به میزان حداکثر4ساعت به تاخیر اندازند.

- این مواد می توانند موجب حفظ اسلامپ در طول حمل وعملیات بتن ریزی شوند.

- این مواد می توانند سرعت هیدراسیون را در ابتدایکار کاهش و سرعت گرمازایی را کم کنند و به بتن ریزی های حجیم تا حدی کمک نمایند تادمای مغز بتن آرام تر بالا رود و فرصت تبادل بیشتری بوجود آید و تنش های حرارتیکمتر گردد.

- وقتی فاصله زمانی حمل و مدت بتن ریزی یک محمولهبطول می­انجامد بهتر است از مواد دیرگیرکننده استفاده کرد.

- در صورتی که در مناطق گرم و خشک، بتن ریخته شده باتاخیر در گیرش مواجه شود احتمال ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی خمیری بدلیل تبخیرافزایش می یابد.

- مواد دیرگیرکننده موجود در بازار ایران عمدتا ازنوع لیگنوسولفونات ها یا گلوکونات ها و یا فسفات کلسیم می باشد که گلوکونات هاعملکرد بهتری دارند.

نقش مواد پودری معدنی (پوزولان ها و روباره ها) در بتن حاشیه خلیج فارس

پوزولان ها

- پوزولان ها با آهک هیدراته (هیدروکسیدکلسیم) ترکیب می شوند و ماده پرکننده و چسباننده بوجود می آورند که نفوذپذیری راکم کرده و pH خمیرسیمان را نیز کاهش می دهند. اغلب پوزولان ها دوام در برابر سولفات ها رابهبود می بخشند.

- پوزولان ها به صورت های طبیعی (خام یا کلسینه) و یامصنوعی هستند.

- پوزولان های طبیعی ایران عمدتا بصورت توف ها یاخاکسترهای آتشفشانی در تولید سیمان بکار می روند و کمتر بصورت افزودنی در بتناستفاده می شود. سیمان های پرتلند پوزولانی ایران حاوی حداکثر 15 درصد از این نوعپوزولان ها می باشند.

- وجود حداکثر 15 درصد پوزولان طبیعی در سیمانآمیخته، تاثیر کمی بر کیفیت مقاومتی و دوامی بتن در دراز مدت دارد.

- مصرف پوزولان های طبیعی می تواند مصرف آب بتن رابیشتر کند که تاثیر منفی بر مقاومت و دوام را می تواند به همراه داشته باشد.

- مصرف پوزولان های طبیعی می تواند افت اسلامپ بیشتریرا بوجود آورد که مثبت تلقی نمی شود.

- افزایش پوزولان طبیعی (بیش از 15 درصد) بر مقاومتهای کوتاه مدت و میان مدت تاثیر منفی می گذارد اما ممکن است برای دراز مدت مطلوبباشد.

- مصرف پوزولان طبیعی بیش از 30 یا 35 درصد ممکن استمفید نباشد و آهکی برای ترکیب یافت نشود و مقاومت های دراز مدت نیز افت کند.

- مهمترین پوزولانهای مصنوعی مصرفی در ایران، دوده سیلیسی و خاکستر بادی هستند.

- دوده سیلیسی در سه کارخانه در ایران تولید می شوداما خاکستر بادی مصرفی از خارج وارد می گردد و بیشترین مصرف آنها در حاشیه خلیجفارس می باشد.

- دوده سیلیسی عمدتا مربوط به غبار کارخانه هایفروآلیاژ یا فروسیلیس است که ذرات بسیار ریز تقریبا کروی شکل دارد و از نوع سیلیسآمورف (غیر بلوری) است.

- درصورت پودر کردن سنگ های سیلیسی بصورت خیلی ریز ومیکرونیزه، میکروسیلیس حاصل نمی شود و فروش این مواد بعنوان میکروسیلیس یک نوعکلاهبرداری رایج تلقی می شود.

- ذرات میکروسیلیس معمولا در محدوده 05/0 تا 2/0میکرون می باشد و سطح ویژه آن بین 13 تا 30 مترمربع در هر گرم می باشد (ریزی سیمان3/0 مترمربع در هر گرم).

- واکنش دوده سیلیسی با آهک خمیر سیمان سریع تر ازسایر پوزولان های طبیعی و مصنوعی است. بنابراین دیرگیری در بتن حاوی دوده سیلیسیعملا دیده نمی شود.

- بتن حاوی دوده سیلیسی چسبنده تر، چسبناک تر  و آب انداختن و جداشدگی کمتر می گردد.

- امکان ترک خوردگی ناشی از تبخیر در بتن میکروسیلیسدار بیشتر می شود و نیاز به حفاظت رطوبتی بیشتری دارد.

- مقاومت های کوتاه مدت و میان مدت بتن میکروسیلیسدار بیشتر می شود اما تاثیر آن در دراز مدت روشن نیست.

- نفوذپذیری بتن میکروسیلیس دار کمتر می شود و مقاومتالکتریکی ویژه بتن بیشتر می گردد و یون کلرید کمتر نفوذ می کند.

- دوام بتن میکروسیلیس دار در برابر برخی سولفات هامحل تامل و اختلاف است.

- وجود میکروسیلیس، مصرف آب بتن را بشدت بالا می برد.

- امکان بکارگیری میکروسیلیس بدون فوق روان کنندهامکان پذیر نیست.

- مصرف میکروسیلیس پودری در اختلاط بتن در بسیاری ازموارد نتیجه مثبتی را ببار نمی آورد.

- بهتر است دوغاب یا ژل میکروسیلیس را در ساخت بتنبکار برد.

- بکارگیری 6 تا 8 درصد دوده سیلیسی (جایگزین سیمان)در بتن توصیه می شود.

- مصرف کمتر از 5 درصد دوده سیلیسی نتیجه مثبتی ببارنمی آورد و مصرف بیش از 10درصد از نظر فنی و اقتصادی توصیه نمی گردد.

- میکروسیلیس برای جلوگیری یا کنترل انبساط ناشی ازواکنش قلیایی با سنگدانه های واکنش زا مفید است.

- میکروسیلیسی که بخوبی در بتن پخش نشده و بصورتکلوخه در آید می تواند در اثر واکنش با قلیایی­ها انبساط مخرب بوجود آورد.

- میکروسیلیس کار پمپاژرا مشکل می کند و موجب سایش وسائل و تجهیزات می گردد.

- برخی معتقدند که غبار میکروسیلیس در کارگاه میتواند بر سلامتی افراد تاثیر منفی گذارد.

- قیمت هر کیلو میکروسیلیس در ایران حدود 300 تومانمی باشد (بدون هزینه بسته بندی و حمل)

- خاکستر بادی، خاکستر سیلیسی آمورف کوره ذغال سنگاست که کروی شکل بنظر می رسد و از دهانه دودکش کوره خارج می شود.

- اندازه ذرات خاکستربادی بین 10 تا 40 میکرون است که انواع ریزتر نیز دارد.

- سطح ویژه خاکستر بادی معمولی بین 4/0 تا 7/0مترمربع در هر گرم است که در انواع ریز ممکنست به شدت افزایش یابد.

- در سایر کشورهایی که نیروگاه زغال سنگی دارند،خاکستر بادی قابل توجهی حاصل می گردد و در ساخت سیمان آمیخته و یا بصورت افزودنیبکار می رود.

- مصرف خاکستر بادی موجب دیرگیری بتن، کاهش مقاومتاولیه، کاهش سرعت گرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی وحاوی کلرید می گردد و انبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی ها را کنترل میکند و مقاومت دراز مدت را بالا می برد.

- مصرف 15 تا 25 درصد خاکستر بادی جایگزین سیمان دربتن در حاشیه خلیج فارس توصیه می شود اما مصرف بیشتر از 30 درصد نمی تواند کمکی بهبالا بردن هرچه بیشتر کیفیت بتن نماید.

- مصرف خاکستر بادی ممکن است به کاهش آب مصرفی بتننیز منجر گردد.

- پمپ کردن بتن حاوی خاکستر بادی بخوبی انجام می شودو سایش وسائل و تجهیزات مشاهده نشده است.

- قیمت هر کیلو خاکستر بادی معمولی در مبدا 30 تا 60تومان و در حاشیه خلیج فارس 80 تا 120 تومان می باشد. خاکستر بادی خیلی ریز کیلویی100 تا 120 تومان در مبدا و در جنوب ایران 200 تا 250 تومان تمام می شود.

روباره ها (سرباره ها)

- سرباره هایاغلب کوره های ذوب فلزات می تواند به عنوان ماده سیمانی جایگزین سیمان بکار رود.معمول ترین سرباره مصرفی، سرباره کوره بلند ذوب آهن است که در ایران نیز تولید میشود.

- در ایران از سرباره برای ساختسیمان آمیخته سرباره ای استفاده می شود و کمتر به عنوان افزودنی بکار می رود.

- روباره ها به عنوان مادهسیمانی در محیط قلیایی (آهک دار) مانند سیمان با آب ترکیب می شود و ماده پرکننده وچسباننده ایجاد می کند ولی آهک را مصرف نمی کند.

- روباره ها بر خلاف پوزولانها، PH و قلیائیت محیط را پایین نمی آورد. به هر حال سرباره باید آمورفباشد و زود سرد شود.

- بهتر است مصرف روباره ها بهعنوان افزودنی جایگزین سیمان بیش تر از 25 درصد وزن مواد چسبناننده باشد و میتواند بیش از 50 درصد نیز بکار رود.

- ایجاد کندگیری در بتن، کاهشجزیی مقاومت های اولیه و بهبود مقاومت های دراز مدت، کاهش گرمازایی و سرعتگرمازایی، کاهش نفوذپذیری و افزایش دوام در محیط های سولفاتی و کلریدی و کاهشانبساط مخرب مربوط به واکنش سنگدانه و قلیایی از جمله خواص سرباره در بتن است.

- سرباره با ریزی 4/0 تا 7/0مترمربع در هر گرم بکار می رود و اندازه ذرات آن تا حدودی ریز تر از سیمان است.

- در محیط خلیج فارس وجودسرباره ها در بتن مفید بوده است و خوردگی میلگردها را کم کرده است.

- مصرف آب در بتن حاوی سربارهچندان دستخوش تغییر نمی گردد.

- بکارگیری سرباره ها به همراهپوزولان ها نیز تاثیر مثبتی را در این مناطق نشان داده است.

نقش مواد بازدارنده خوردگی میلگردها در بتن های حاشیهخلیج فارس

CorrosionInhibitators, Anti-Corrosion Agents

- در طول 30 سال اخیر سعی شدهاست از مواد افزودنی در بتن به عنوان بازدارنده خوردگی میلگردها استفاده شود.

- مواد بازدارنده خوردگی بهصورت های مختلف عمل می کند. انواع مهم آن بر دو قسم است. نوع آندی و همچنین نوعآندی – کاتدی.

- مواد آندی عمدتاً به صورتنیتریت کلسیم است که در بسیاری از نقاط دنیا بکار گرفته شده است و نشان داده اندکه تاثیر مثبتی را در جلوگیری از خوردگی داشته اند.

- تحقیقاتی که در محیط خلیجفارس انجام شده، نشان داده است نیتریت کلسیم تاثیر چندان مثبتی را نداشته است.

- محلول نیتریت کلسیم با چگالی24/1 کیلوگرم در لیتر به میزان 10 – 15 کیلوگرم در مترمکعب بتنبکار می رود ( 3 تا 5/3 درصد وزن سیمان).

- نیتریت کلسیم خاصیت زودگیریدارد و افت اسلامپ را به شدت زیاد می کند و باید به این نکته توجه داشت.

- ممکن است مصرف نیتریت کلسیمبه همراه مواد پودری معدنی از خواص مثبت آن بکاهد.

- مواد بازدارنده آندی – کاتدی در حدود 15 سال سابقه مصرف دارد و جدید تلقی می شود.

- مواد بازدارنده آندی – کاتدی موجود در ایران بر پایه مشتقات آمین (استرآمین ها) می باشد.

- هنوز از تاثیر دراز مدت اینمواد اطلاع کافی در دست نیست و تحقیقات خاصی در ایران در این باره انجام نشده است.

- برخی مواد بازدارنده خوردگیممکن است نفوذپذیری را کاهش دهند اما سازوکار عملکرد آن ها بر پایه کاهش نفوذپذیریاستوار نیست و الکتروشیمیایی است.

نقش حفاظت سطحی بتن در حاشیه خلیج فارس

- کیفیت سطحی بتن در مسائل دوامبه ویژه در مورد نفوذ یون کلرید و رطوبت و اکسیژن و در نتیجه خوردگی اهمیت زیادیدارد.

- انواع حفاظت سطحی از دیدگاههای مختلف وجود دارد. از یک دیدگاه می توان آن را به چهار نوع تقسیم کرد.

·      اندودهایسطحی Renderings

·      پوششها و درزگیرها Coating and Sealers

·      پرکنندههای منافذ Pore Blockers

·      نفوذگرهاPenetrants

- انتخاب نوع حفاظت و پوشش سطحبتن به عوامل متعددی بستگی دارد که در زیر می آید.

·      پایداریدر برابر نفوذ آب، دی اکسید کربن، یون کلرید، بخار آب و پرتو ماوراء بنفش

·      پایداریدر برابر عوامل شیمیایی، سایش و اتصال به بتن

·      سهولتاجرا، ظاهر مناسب و قابلیت پل زدن روی ترک ها

- در موفقیت هر نوع حفاظت وپوشش عوامل زیر دخیل هستند.

·      انتخابصحیح نوع حفاظت با توجه شرایط محیطی حاکم و دوام مورد نظر

·      شرایطبتن پایه (سن، رطوبت، دما و کیفیت سطح و کیفیت بتن)

·      دقتدر اجرا و شرایط لازم در اعمال هر نوع پوشش

·      دماو رطوبت و شرایط هوا در هنگام اعمال پوشش

- اندودهای سطحی به صورت یکلایه نسبتاً ضخیم ملات سیمانی اعمال می شود و روی سطح بتن پایه معمولاً به کمکماله مناسب کشیده می شود.ملات سیمانی ممکن است فاقد مواد پلیمری باشد اما در اکثرموارد با یک ماده پلیمری (لاتکس) اصلاح می گردد.

- وجود مواد پلیمری در اندودهایسیمانی برای اتصال بهتر به بتن پایه و هم چنین کاهش نفوذپذیری آن می باشد.

- سطح زیرین برای اندودکاریباید تمیز و زبر و اشباع گردد و سپس اندود اصلی اجرا شود. به هر حال این نوعحفاظت، افزایش ضخامت پوشش بتنی هم به حساب می آید.اتصال و پیوستگی اندود با سطحزیرین با آزمایش Pull-off قابل کنترل است و مقدار مجاز آن را مشخصات فنی مشخص می کند.

- پوشش ها و درزگیرها شاملموادی برای پر کردن حفرات سطحی و نفوذ در آن ها و آماده سازی سطح کار می باشد وسپس پوشش نازک سطحی اعمال می گردد.

- سطح کار باید تمیز و عاری ازچربی باشد. در اکثر موارد بتن پایه به صورت خشک بوده یا رطوبت آن از حد معینی کمترباشد.

- شرایط محیطی مناسب یعنی رطوبتکمتر از 90 درصد و دمای 10 تا 30 درجه سانتی گراد است.

- لایه پوشش اصلی دو یا چند دستاعمال می شود و ممکن است نفوذ کمی هم داشته باشد.

- ضخامت پوشش نهایی معمولاً بین100 تا 300 میکرون است.

- پوشش اصلی همانند یک رنگ عملمی کند و جلوی نفوذ را می گیرد (Barriers). اکثر اوقات این مواد عمدتاً ازچسب ها تهیه می شود.

- انواع معروف پوشش های سطحیعبارتند از

·      اپوکسیها (محلول در آب یا غیر محلول در آب)

·      پلیاسترها

·      اکریلیکها

·      پلیاورتان ها

·      بوتادینها

·      قیرو قطران

- اپوکسی ها به صورت تک جزئی ودو جزئی هستند. چسبندگی خوبی با بتن دارند. مقاومت سایشی خوبی دارند و نفوذ رامهار می کنند. اختلاف ضریب انبساط با بتن و پایایی کم در برابر نور ماوراء بنفشخورشید از جمله مشکلات آن ها است. سطح زیر کار نیز باید به خوبی تمیز و خشک شدهباشد و گرد و خاک نداشته باشد.

- مواد اکریلیکی به صورت لاتکسبه همراه رنگدانه ها بکار می روند و در مقابل نفوذ مواد پایداری خوبی را دارند (بهویژه دی اکسید کربن).

- پلی استرها غالباً پیوستگیخوبی دارند و در برابر اسیدها پایداری بیشتری از خود نشان می دهند.

- پلی اورتان ها معمولاً بهصورت دو جزئی هستند. در برابر اسیدها و سایش بهتر از اپوکسی ها می باشند اما دربرابر محیط قلیایی ضعیف تر از اپوکسی ها هستند. بنابر این باید بین این پوشش و بتنیک پوشش مقاومت در برابر قلیایی ها اعمال گردد. پایایی آن ها در برابر نور ماوراءبنفش کم است و به خوبی به سطح بتن نمی چسبد و به واسطه نیاز دارد.  

- قیرهای نفتی و قطران زغال سنگاز پست ترین پوشش ها هستند. در برابر نور ماوراء بنفش و تابش آفتاب پایایی ندارندو ترک می خورند و اجازه نشت می دهند. قطران در برابر نفوذ آب بهتر از قیر عمل  می کند. این مواد ظاهر نامناسبی دارند و در زیرسطح زمین استفاده می شود.

- پرکننده های منافذ، موادی استکه بر سطح بتن اعمال می شود و به داخل منافذ و حفرات ریز بتن و خمیر سیمان نفوذ میکند و آن را پر می نماید و یا در این مرحله با اجزاء خمیر سیمان (مانند آهک) واکنشمی دهد و ماده غیر محلول و چسبنده و پرکننده تولید می کند. این مواد در یک یا دودست اعمال می شود و لازم نیست سطح بتن خشک شود و شاید مرطوب بودن آن ارجح باشد.موادی همچون سیلیکات سدیم یا سیلیکو فلوریت به صورت یک شیره محلول در آب گرم بهسطح پاشیده یا مالیده      می شود. به هرحال سطح باید تمیز و عاری از چربی و گرد و خاک باشد.

- نفوذگرها موادی هستند که بهصورت مایع با لزجت کم به سطح بتن پاشیده یا مالیده می شوند و به درون منافذ وحفرات ریز نفوذ می نمایند اما آن را پر نمی کنند بلکه با تعویض جهت کشش سطحی حفراتموئینه، رطوبت را از درون به بیرون رانده و رطوبت و گازهای زیان آور نمی تواند بهدرون راه یابد (مانند شیر یک طرفه). این مواد را مواد قابل تنفس (Breathable) می نامند. از معروف ترین این مواد سیلان ها و سیلوکسان ها هستند.

- نفوذگرهای قابل تنفس را پس ازیک ماه و سپری شدن دوران عمل آوری روی سطح بتن اعمال        می کنند.

- نفوذگرها برای مقابله مداومدر برابر آب چندان مناسب نیستند بنابر این بهتر است آن ها را بر روی سطوحی اعمالکرد که مرتباً در برابر آب قرار نداشته باشند اما اگر گهگاه رویارو با بارندگی یاپاشش آب یا نم باشد، مشکلی ندارد.

- مواد سیلان و سیلوکسانمعمولاً به صورت آستر و با رویه اکریلیک یا رویه پلی اورتان عملکرد بسیار مناسبیرا در برابر نفوذ یون کلرید نشان داده است.

- در صورتی که بتن پایه داراینسبت آب به سیمان زیاد باشد، تجربیات نشان داده است که پوشش ها و نفوذگرها و سایرحفاظت ها تأثیر کمتری را از خود به جا می گذارند.

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، علاوه بر دفتر مرکزی خود واقع در تهران ، اشرفی اصفهانی ، گلزار سوم ،پلاک ، واحد 4 ، و نیز دفتر جنوب کشور خود، واقع در استانخوزستان ، شهرستان اهواز ، زیتونکارمندی ، فلکه پارک ، جنب بانک تجارت ، ساختمان 88 ، در بسیاری از استان های دیگراز جمله  استانهرمزگان ( بندرعباس ، قشم، خارک و ...) ، استان بوشهر (شهرستان بوشهر ، عسلویه ، جم ، برازجان، کنگان و ... ) ، استان اصفهان (شهرستان اصفهان ،  شهرضا، فولاد شهر، شاهینشهر ، زرین شهر ) ، استان یزد ، استان کرمان ، استان فارس ( شهرستان شیراز ، نورآباد ممحسنی ، جهرم و ... ) ، استان کرمانشاه ، استان کردستان (شهرستان سنندج ) ، استان لرستان ( خرم آباد ، بروجرد ، دورود، نورآباد ، الشتر و ... )، استان آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی ( شهرستان های تبریز و ارومیه ) ، استان اردبیل، استانزنجان، استان های خراسان رضوی ، خراسان جنوبی و شمالی ( شهرستان های مشهد ، بیرجند و ... ) ، استان زاهدان (شهرستان های زاهدان ، ایرانشهر ، زابل ، سیرجان، پیرانشهر و ... )، استان البرز (شهرستان کرج و ... ) ، استان کاشان ، استان قم ( شهرستان قم ) ، استانمازندران ( شهرستان های ساری ، بابل ،بابلسر، نوشهر ، چالوس ، محمود آباد و ... ) ، استانگیلان ( شهرستان های رشت ، بندرانزلی و... ) ، استان ایلام ( شهرستان های ایلام و دهلران، مهران و ... )، استان همدان (شهرستان های همدان ، تویسرکان و کبودرآهنگ ) ،استانگلستان ( شهرستان گرگان ) ،  استان خوزستان ( شهرستان اهواز ، دزفول ، ماهشهر، سربندر ، آبادان ،خرمشهر ، بهبهان ، شوشتر، شوش ، مسجدسلیمان، رامهرمز ، گتوند و ... ) ، استان چهارمحال بختیاری (شهرکرد ) ، جزیره کیش ،  کشور عراق ( استان بصره، الاماره و نجف ) ، کشور افغانستان (کابل و هرات ) ،  دارای دفاتر فروش و ارائهخدمات مهندسی می باشد. شما می توانید با مراجعه یا تماس با این دفاتر ضمن مشاور از خدمات و محصولات ارائه شده بهره مندشوید.