مشاوره و فروش انواع افزودنی های بتن، روان کننده بتن ، ابرروان کننده بتن ، ژل میکروسیلیس ، میکروسیلیکا ، زودگیر و دیرگیر کننده بتن ، آب بند کننده بتن ، کریستال شونده بتن - امروزه با گسترش روزافزودن استفاده از انواع افزودنی های بتن ،محصولات کمکی و جانبی بتن در پروزه های عمرانی، شرکت های مختلفی در قالب ارائه کنندگان محصولات مذکور شکل گرفته و به خدمات در سطح کشور اقدام می نمایند. اما آنچه همواره در این زمینه به عنوان مشکلی بزرگ قابل تامل بوده است ارائه خدمات به صورت عام و فارغ از تخصص لازم و خدمات پس از فروش بوده است.

 

مشاوره و ارائه انواع افزودنی ها و محصولات جانبی بتن

امروزه با گسترش روزافزودن استفاده از انواع افزودنی و محصولات کمکی و جانبی بتن در پروزه های عمرانی، شرکت های مختلفی در قالب ارائه کنندگان محصولات مذکور شکل گرفته و به خدمات در سطح کشور اقدام می نمایند. اما آنچه همواره در این زمینه به عنوان مشکلی بزرگ قابل تامل بوده است ارائه خدمات به صورت عام و فارغ از تخصص لازم  و خدمات پس از فروش بوده است. که این موضوع باعث تحمیل هزینه های گزاف و تاثیرات منفی در پروژه ها گردیده است. از این رو این مجموعه سعی نموده تا با ارائه خدمات توامان کارشناسی در کنار خدمات بازرگانی نسبت به حل این نقیصه اقدام نماید.

 

افزودني ماده‌اي به غير از سيمان پرتلند، سنگدانه، و آب است که به صورت پودر (گَرد) يا مايع (آبکی)، به عنوان يکي از مواد تشکيل‌دهنده بتن و براي اصلاح خواص بتن، کمي قبل از اختلاط، در حين اختلاط و يا قبل از ريختن به آن افزوده مي‌شود . به عبارت ديگر، افزودني‌ها اجزايي از بتن به غير از سيمان هيدروليکي، آب، سنگدانه‌ها و الياف هستند كه براي اصلاح و بهبود خواص بتن و ملات تازه و سخت‌شده، به بتن افزوده مي‌شوند  .افزودني‌هاي بتن به دو گروه مواد افزودني شيميايي و معدني تقسيم مي‌شوند.

 افزودني‌هاي شيميايي از فرآوري، ترکيب يا آميزه‌کاري مواد آلي و معدني در يک فرآيند شيميايي به دست مي‌آيند و در حالتهاي پودر يا مايع و در مقاديرکم معمولا تا حداکثر 5 درصد وزن مواد سيماني در زمان ساخت و اختلاط و يا درست پيش از ريختن بتن، به مخلوط اضافه مي‌شوند.

افزودني‌هاي معدني که يا به طور طبيعي يافت مي‌شوند و يا از محصولات جانبي صنعتي هستند، به سه دسته مواد خنثي، پوزولان‌ها، و مواد شبه سيماني تقسيم مي‌شوند و براي بهبود و اصلاح خواص مخلوط‌هاي سيماني در مقادير مصرف عموما بيشتر از 5 درصد وزن سيمان و در زمان اختلاط به بتن افزوده مي‌شوند. افزودني‌هاي شيميايي با مواد سيماني در حال هيدراته شدن اندرکنش نشان مي‌دهند و بر اساس نوع عملکردشان به سه رده مواد افزودني با عملکرد فيزيکي، شيميايي، و فيزيکي- ‌‌شيميايي تقسيم مي‌شوند.

مواد افزودني با عملکرد فيزيکي آن رده از افزودني‌هاي شيميايي هستند که در فرآيند واکنش آبگيري سيمان تاثير مستقيم ندارند گو اينکه ممکن است بر روند و آهنگ آن تاثير بگذارند. اين افزودني‌ها عموما تا پيش از گيرش اوليه بتن، تاثير و کارکرد خود را نشان مي‌دهند و تاثير آنها پس از گيرش، در بتن سفت‌شده و سخت‌شده ادامه نمي‌يابد.  از جمله اين افزودني‌ها مي‌توان به کاهنده‌هاي آب، هوازاها، گازسازها، کف‌زاها، هوازُداها، ضد آب‌شستگي‌ها، آسان‌کننده‌هاي پمپاژ، رنگ‌بخش‌ها، و پيوندزاها اشاره کرد.

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

 

افزودني[1] ماده‌اي به غير از سيمان پرتلند، سنگدانه، و آب است که به صورت پودر (گَرد) يا مايع (آبکی)، به عنوان يکي از مواد تشکيل‌دهنده بتن و براي اصلاح خواص بتن، کمي قبل از اختلاط، در حين اختلاط 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 الياف هستند كه براي اصلاح و بهبود خواص بتن و ملات تازه و سخت‌شده، به بتن افزوده مي‌شوند[2]. افزودني‌هاي بتن به دو گروه مواد افزودني شيميايي و معدني تقسيم مي‌شوند.

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

افزودني‌هاي معدني[3] که يا به طور طبيعي يافت 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 اصلاح خواص مخلوط‌هاي سيماني در مقادير مصرف عموما بيشتر از 5 درصد وزن سيمان و در زمان اختلاط به بتن افزوده مي‌شوند.

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

1-1- اندرکنش بتن و افزودني‌هاي شيميايي

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

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

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

مواد افزودني با عملکرد فيزيکي- ‌‌شيميايي اگرچه در فرآيند واکنش شيميايي آبگيري سيمان دخالتي نمي‌کنند ولي با وارد کردن مواد شيميايي ويژه به درون بتن، برخي از واکنش‌هاي شيميايي يا رفتارهاي فيزيکي بتن سخت‌شده را در آينده کنترل مي‌کنند[3]. بازدارنده‌هاي خوردگي، کاهنده‌هاي انبساط واکنش قليايي سيليسي، نم‌بندها، کاهنده‌هاي تراوايي، قارچ‌کُش‌ها، ميكروب‌كش‌ها، و حشره‌كش‌ها در اين رده از افزودني‌ها قرار مي‌گيرند.

1-2- دسته‌بندي‌افزودني‌هاي شيميايي

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

دسته 1 - کاهنده‌هاي آب

افزودني‌هاي كاهنده براي افزايش رواني بتن در مقدار آب معين، يا كاهش مقدار آب مصرفي با حفظ رواني، يا هر دو به كار مي‌روند و شامل روان‌کننده‌ها، فوق روان‌کننده‌ها، و فراروان‌کننده‌ها مي‌شوند.

 دسته 2 – هوازا

افزودني است که در حين اختلاط، ساختاري همگن از ريزحباب‌هاي ناپيوسته در بتن، ملات، يا خمير سيمان پديد مي‌آورد و باعث بهبود کارآيي (کارپذيري) و افزايش پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن مي‌شود.

دسته 3 - کُندگيرکننده‌ها

کُندگيرکننده‌ها با کُندکردن روند آبگيري سيمان، گيرش بتن را به تاخير مي‌اندازند و شامل ديرگيرکننده‌ها و ناگيرکننده‌ها مي‌شوند.

دسته 4 – شتاب‌دهنده‌ها (تسريع‌کننده‌ها)

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

دسته 5 - منبسط‌کننده‌ها

منبسط‌کننده‌ها براي افزايش حجم در بتن (ملات) تازه، جبران جمع‌شدگی بتن (ملات) سخت‌شده، يا ايجاد انبساط کنترل شده در بتن (ملات) سخت‌شده به کار مي‌روند. اين افزودني‌ها دربرگيرنده شامل جبران‌کننده‌هاي جمع‌شدگي، گازسازها، و کف‌زاها هستند.

دسته 6  - پاياگر‌ها (دوام‌‌بخش‌ها)

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

دسته 7 - افزودني‌هاي خاص

افزودني‌هاي خاص دسته‌اي از 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

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

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

نکته 1-2 - گسترش روزافزون افزودني‌ها و کاربردهاي موثر آن‌ها ممکن است به پيدايش افزودني‌هاي جديدي بيانجامد 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 ‌معتبر بين‌المللي صادر مي‌شوند جايگاه ويژه‌اي براي ارزيابي و پذيرش اين افزودني‌ها به خود 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 و نسبت اختلاط مناسب و به کاربستن روش‌ها و استفاده از تجهيزات مناسب و افراد کارآزموده مي‌توان به اين ويژگي‌ها دست يافت. بهره‌گيري از افزودني‌هاي شيميايي در کنار مزاياي بيشماري که دارند، دستيابي به اين ويژگي‌ها را امکان‌پذيرتر و آسان‌تر خواهد کرد. در اين راستا، مهمترين دلايل و مزاياي استفاده از افزودني‌هاي شيميايي را مي‌توان به شرح زير دسته‌بندي کرد.

1-4-1 - كاهش هزينه ساخت و ساز

کاربرد افزودني‌ها مي‌تواند موجب صرفه‌جويي‌هاي گوناگوني گردد و علاوه بر جبران هزينه‌هاي ناشي از خريد افزودني، امتيازات اقتصادي نيز به همراه داشته باشد. کاهش هزينه‌هاي ساخت و ساز به سه دسته صرفه‌جويي مستقيم، غيرمستقيم، و نهان تقسيم مي‌شوند.

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

صرفه‌جويي غيرمستقيم، کاهش هزينه‌هاي حاصل از بهبود کيفيت بتن، افزايش مقاومت‌هاي مکانيکي، اطمينان از يکنواختي 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 نهان دربرگيرنده کاهش هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري است. از جمله اين موارد مي‌توان به کاهش استهلاک تجهيزات و ماشين‌آلات، کاهش احجام و ابعاد اعضاي سازه، امکان طراحي‌هاي متنوع، استفاده بهينه از زمين با طراحي سازه‌هاي بلندتر، و امکان حذف نماسازي اشاره کرد.

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

1-4-2 – تنظيم و بهبود ويژگي‌هاي بتن

اگرچه با انتخاب مصالح و نسبت اختلاط مناسب مي‌توان به بسياري از خواص مورد نظر بتن دست يافت ولي تنظيم و دستيابي 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 مي‌توان خواص بتن تازه را متناسب با شرايط اجرايي و محيطي تنظيم و ويژگي‌هاي بتن سخت‌شده را مطابق با ضوابط فني و شرايط بهره‌برداري اصلاح کرد.

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

آن دسته از ويژگي‌هاي بتن سخت شده را که مي‌توان با استفاده از افزودني‌هاي شيميايي اصلاح کرد يا بهبود بخشيد عبارتند از: تسريع و يا تاخير در روند کسب مقاومت، افزايش مقاومت‌هاي مکانيکي، بهبود پايايي، کاهش نفوذپذيري، کنترل انبساط و آسيب‌هاي ناشي از واکنش قليايي، 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 افزودني‌هاي شيميايي امکان اجرا و ادامه عمليات بتن‌ريزي را، با حفظ کيفيت خواسته‌شده، در شرايط آب و هوايي نامساعد فراهم مي‌آورند. براي مثال با استفاده از روان‌کننده‌هاي کندگير مي‌توان بتن را در مسافت‌هاي طولاني حمل يا تا فواصل زياد پمپ کرد؛ قوام‌بخش‌ها و ضد آب‌شستگي‌ها، عمليات بتن‌ريزي در زير آب را آسان‌تر مي‌کنند؛ زودسخت‌کننده‌ها امکان بتن‌ريزي در هواي سرد را فراهم مي‌کنند؛ و با استفاده از فراروان‌کننده‌ها مي‌توان بتن را در نقاط با ‌دسترسي کم، مانند زير لوله‌هاي آبرسان به توربين در نيروگاه‌هاي 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 مي‌توان بر برخي از اين پيشامدها غلبه کرد. نمونه‌اي از اين دست، استفاده از مواد کنترل‌کننده‌هاي آبگيري براي جلوگيري از گيرش و استفاده دوباره بتن ساخته شده در مواردي است که وقفه‌اي در اجرا پيش مي‌آيد.

1-4-5 - دستيابي به خواص ويژه

برخي از خواص و ويژگي‌هاي بتن، هر چقدر هم که در انتخاب مصالح و نسبت اجزاي بتن دقت شود، جز با استفاده از افزودني‌ها قابل دستيابي نيستند. از جمله اين ويژگي‌ها و خواص منحصر به فرد که تنها 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 محيطي و بهداشت کار

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

1-4-7 - کمک به توسعه پايدار

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

نکته 1-3- صرف‌نظر از تمامي موارد گفته شده، بايد به خاطر داشت كه هيچ افزودني را از هر نوع و مقداري كه باشد، نمي‌توان جانشيني براي طرح مخلوط و اجراي مناسب بتن انگاشت.

1-5- مشخصات افزودني‌هاي شيميايي

افزودني‌هاي مصرفي بايستي پاسخگوي نيازها و ضوابط آيين‌نامه بتن و استانداردهاي ملي ايران و استانداردهاي 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 مي‌نمايند و راهنماي بسيار مناسبي براي استفاده افزودني‌ها هستند. در کنار اين استانداردها، توليدکنندگان اين افزودني‌ها همواره مشخصات فني دقيقي از محصولات خود و دامنه مصرف و تاثير آنها در بتن را ارايه مي‌نمايند که در مواردي مي‌توانند راهگشا باشند. اگرچه مشخصات فني ارايه‌شده توسط توليدکنندگان دربردارنده‌ي دامنه مصرف پيشنهادي هستند ولي مقدار مصرف افزودني بايد بر اساس نتايج به دست آمده با مصالح مصرفي در کارگاه موردنظر تعيين شود. برخي از استانداردهاي افزودني‌هاي شيميايي در جدول شماره 1-1 آورده شده است.

1-6- نمونه‌برداري

براي آزمودن، ارزيابي و بازرسي افزودني‌ها بايستي نمونه‌هايي مطابق با دستورالعمل و مشخصات فني از پيش تعيين شده براي هر افزودني، برداشته شوند. چنين نمونه‌هايي بايد به روش نمونه‌گيري اتفاقي از واحد توليد،  بسته‌بندي‌ها يا ظروف بازنشده، يا از محموله‌هاي فله‌اي که تازه وارد کارگاه شده‌اند برداشته شوند.

1-7- آزمودن

مواد افزودني 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 و روش‌هاي 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، و پديدار شدن هر گونه اثر نامطلوب افزودني بر روي بتن.

توليدكننده مواد افزودني ملزم است گواهي نمايد كه هر محموله‌ي جداگانه با استانداردهاي ملي ايران يا با مشخصات فني ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر بين‌المللي پذيرفته شده در پروژه مطابقت دارد. مشخصات فني ارايه شده از سوي توليدکننده بايستي بيان‌کننده توانايي‌ها و محدوديت‌هاي کاربرد هر افزودني باشد.

شيوه‌ها و دستورالعمل‌هاي كنترل كيفيت که توسط توليدكنندگان مواد افزودني به کار مي‌روند بايد تضمين‌کننده يكنواختي محصول توليدي و مطابقت آن با ضوابط و ديگر شرايط استانداردهاي ملي ايران يا با مشخصات فني ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر بين‌المللي باشند. از آن‌جا كه روش‌هاي آزمايش و شيوه‌هاي کنترل کيفيت مورد استفاده توليد کنندگان ممكن است بر اساس خواص يك محصول ويژه پايه‌گذاري شوند، نمي‌توانند براي كاربرد عمومي يا استفاده توسط مصرف‌کنندگان به کار روند.

گو اينکه استانداردهاي ملي ايران يا ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر و بين‌المللي دستورالعمل 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، آزمايش‌هايي كه نشان دهنده عملكرد افزودني در شرايط کارکرد واحد بتن‌ساز همراه با مصالح مورد استفاده در ساخت بتن باشند انجام گيرد. يکنواختي و ناپراکندگي نتايج مربوط به هر ويژگي مورد نظر افزودني يا بتن، به همان اندازه‌ي ميانگين اين نتايج داراي اهميت است.

نکته 1-4- نتايج حاصله از مصرف يک افزودني در يک کارگاه به معناي ويژگي مطلق آن افزودني نمي‌باشد و نمي‌توان اين 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 از اطمينان از عملکرد يک افزودني در مراحل آزمايشگاهي، لازم است عملکرد آن در احجام واقعي ساخت بتن و در دستگاه بتن‌ساز نيز آزمايش و ارزيابي شود و در هنگام بتن‌ريزي با انجام نمونه‌گيري‌هاي منظم از يکنواختي بتن‌هاي توليد شده اطمينان حاصل گردد.

1-8- ارزيابي افزودني‌ها

از آنجا که ترکيبات و ويژگي‌هاي مواد سيماني، آب و سنگدانه و نيز نسبت اختلاط آنها تاثير به سزايي بر کارکرد افزودني‌ها دارند، ارزيابي هر افزودني بايد بر اساس نتايج بدست آمده با مصالح مصرفي کارگاه انجام گيرد.

در ارزيابي يك ماده افزودني، تاثير آن روي حجم مخلوط بايد در نظر گرفته شود. اگر اضافه كردن ماده افزودني بازده حجمي[6] مخلوط را تغيير دهد، همان‌گونه كه اغلب پيش مي‌آيد، تغيير در خواص بتن تنها به دليل تاثيرات مستقيم افزودني نخواهد بود و مي‌تواند ناشي از تغيير در نسبت اجزاي تشکيل‌دهنده 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.

چنانچه در 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 راندمان هوازا 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 نظر گرفته شود.

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

در ارزيابي کارکرد مواد افزودني بايد شرايط اجرايي مانند چگونگي و زمان اختلاط، نحوه و زمان حمل، دماي بتن تازه، چگونگي ريختن و پخش‌کردن بتن، نحوه متراکم‌کردن و پرداخت کردن بتن، و روش عمل‌آوري در نظر گرفته شوند زيرا هر يک از اين موارد مي‌توانند بر کارکرد افزودني تاثير بگذارند. براي نمونه، اختلاط بيش از اندازه باعث کاهش راندمان هوازاها مي‌شود.

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

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

اگرچه کارکرد و تاثير اصلي يک ماده افزودني بر روي خواص بتن تازه و سخت شده معمولا ملاک اصلي ارزيابي و انتخاب افزودني است ولي مزيت‌هاي جنبي هر محصول نيز قابل توجه توليدکنندگان بتن آماده، 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 سطوح بتني و حذف و يا کاهش زمان لرزاندن اشاره نمود.

براي کنترل کيفيت افزودني‌ها، علاوه بر يکنواختي مشخصات ظاهري، يکنواختي عملکرد آن‌ها بر بتن نيز بايستي مورد ارزيابي قرار گيرد.

1-9- ملاحظاتي در مصرف مواد افزودني

مواد افزودني بايد با استانداردهاي ملي ايران يا ديگر آيين‌نامه‌هاي معتبر بين‌المللي مطابقت داشته باشند. علاوه بر اين بايد دستورالعمل‌ها و توصيه‌هاي ارايه شده از طرف توليدکننده مواد افزودني مورد توجه دقيق قرار گيرند. اثرات يک ماده افزودني بايد تا آنجا که ممکن است با استفاده از مصالح مصرفي مورد نظر و در شرايط کارگاهي ارزيابي 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.

افزون بر اين، استفاده از افزودني‌ها ممکن است نيازمند اصلاحاتي در طرح اختلاط بتن باشد که از آن جمله مي‌توان به تغيير در نوع يا مقدار سيمان، تغيير در نوع يا دانه‌بندي سنگ‌دانه، يا اصلاح نسبت اختلاط اشاره کرد. با تنظيم مقدار آب و مواد سيماني مخلوط و اصلاح نوع و طول زمان اختلاط، اثرات برخي از مواد افزودني به‌طور چشمگيري بهبود مي‌يابند.

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

از ملاحظات مهم ديگر در استفاده از مواد افزودني مي‌توان به محدوديت مقدار مجاز يون كلر 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 بيان مي‌شوند، اگرچه گاهي مقدار يون کلر "حل‌شونده در آب" موجود در بتن نيز ملاک سنجش قرار مي‌گيرد. صرف‌نظر از آن‌كه اين حد چگونه تعيين مي‌شود، مصرف كننده بايد ميزان يون كلر موجود در افزودني را بداند تا در هنگام تعيين نوع و مقدار مصرف افزودني، حدود تعيين شده براي مقدار يون کلر را زيرپا نگذارد.

نکته 1-6 - استفاده كننده 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 وجود دارد، زيرا افزودني‌ها اغلب به كمك آب ساخته‌ مي‌شوند كه حاوي مقادير كم ولي قابل اندازه‌گيري يون كلر هستند. بنابراين در برخورد با اصطلاحاتي نظير "بدون كلر[7]" بايد احتياط کرد.

1-10- آماده‌سازي افزودني‌ها

مواد افزودني رايج در بازار به صورت مايعات يا پودرهاي بسته‌بندي‌شده ارايه مي‌شوند. برخي از اين افزودني‌ها، مانند کاهنده‌هاي آب و زودگيرکننده‌هاي مايع، آماده مصرف هستند 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

با توجه 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 کاهش هزينه‌هاي بسته‌بندي و حمل ممکن است برخي از افزودني‌هاي مايع در غلظت‌هاي بيشتر از آنچه که براي مصرف نياز است عرضه شوند، در چنين مواردي نيز بايستي افزودني به اندازه کافي رقيق شود تا امکان پيمانه و اضافه کردن آن فراهم آيد.

زماني که تمام يا بخشي افزودني در پاي کار به داخل تراک‌ميکسر اضافه مي‌شود، مانند کاهنده‌هاي آب، نيز بهتر است که افزودني با آب رقيق شود تا بهتر و همگن‌تر مخلوط شود.

مقدار مصرف برخي از افزودني‌هاي مايع، مانند هوازاها، بسيار کم است. در اين موارد صرف نظر از غلظت افزودني، براي آن که دقت اندازه‌گيري ابزار و تجهيزات پيمانه کردن مرکز بتن‌ساز جوابگو باشد بهتر است که اين افزودني‌ها را با نسبت مشخص با آب رقيق کرد.

نکته 1-7 – در تمامي موارد رقيق‌سازي بايستي آب اضافه‌شده به افزودني را در طرح اختلاط و ساخت بتن در نظر گرفت و توصيه‌هاي توليدکننده افزودني را به کار بست.

1-10-2 – مايع‌سازي (ترکيب کردن با آب)

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

در توليد انبوه کارگاهی، بي‌توجهي به نسبت‌های دقيق مواد، يا ناهمخواني دستگاه همزن با غلظت محصول مي‌تواند مشكلاتی مانند همزدن ناکافی، حل نشدن کامل مواد موثر، و رسوب اجزاي غير محلول پديد آورد. در صورت بروز هر‌گونه مشكل در مورد توليدات کارگاهی رعايت توصيه‌هاي توليدکننده لازم است.

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

1-11- پيمانه‌کردن و افزودن

موفقيت و کارآمد بودن استفاده از افزودني‌ها تا حدود زيادي به دقت روش پيمانه‌ريزي و زمان افزودن آنها بستگي دارد. هرگونه خطا و کوتاهي در پيمانه‌ريزي مي‌تواند تاثيرات چشمگيري بر خواص، عملكرد و يكنواختي بتن داشته باشد.

1-11-1 – پيمانه‌ريزي افزودني‌هاي مايع

بيشتر مواد افزودني رايج در بازار به صورت مايعات آماده مصرف هستند كه يا در هنگام اختلاط در مرکز بتن‌ساز به مخلوط اضافه يا در پاي کار به بتن افزوده مي‌شوند. براي پيمانه 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 شده است. پيمانه‌ريزها ممکن است بر اساس سنجش جرم (وزن) يا اندازه‌گيري حجم افزودني‌ها کار کنند. مشخصات فني، رواداري دقت، و کارآمدي دستگاه پيمانه‌ريز بايد با استانداردهاي ايران يا بين‌المللي معتبر مطابقت داشته باشد.

موقعيت تخليه افزودني از مخزن استوانه‌اي مدرج و ريختن آن به داخل ديگ بتن‌ساز بايستي به گونه‌اي انتخاب شود که تمامي افزودني به بتن در حال اختلاط افزوده شود و از ماليده شدن 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 تا بتوان آن را همراه با آب به مخلوط افزود. علاوه بر اين، روند و آهنگ تخليه افزودني‌ها از مخزن استوانه‌اي مدرج دستگاه پيمانه‌ريز بايد قابل تنظيم و به گونه‌اي باشد که از يکنواختي توزيع افزودني در مخلوط بتن اطمينان حاصل شود. مخزن استوانه‌اي مدرج بايد تا آنجا که ممکن است نزديک به محل تخليه به ديگ نصب شود. در صورت طولاني بودن مسير تخليه مخزن استوانه‌اي مدرج، احتمال آن که بخشي از افزودني در مسير تخليه باقي بماند و به مخلوط افزوده نشود زياد خواهد بود. در هر حال بهتر است که راهبر مرکز بتن‌ساز تسلط کاملي بر مخزن استوانه‌اي مدرج داشته باشد و با در اختيار داشتن زمان‌سنج برقي در سيستم‌هاي خودکار، يا شير تخليه در سيستم‌هاي نيمه‌خودکار، بتواند زمان تخليه را تنظيم کند تا از تخليه کامل افزودني پيمانه‌شده اطمينان حاصل کند.

در مواردي که بيش از يک افزودني به مخلوط افزوده مي‌شود بايد از درهم آميختن افزودني‌ها پيش از مصرف پرهيز کرد مگر در مواردي که توليدکننده مواد افزودني، آميختن آنها را پيش از مصرف مجاز بداند. در هر حال بهتر است که براي افزودن هر افزودني از دستگاه پيمانه‌ريز جداگانه‌اي استفاده شود.

چنانچه همه يا بخشي از افزودني در پاي کار با استفاده از پيمانه‌ريز سوارشده بر تراک‌ميکسر يا پيمانه دستي به بتن ساخته شده افزوده مي‌شود بايستي توصيه‌هاي توليدکننده افزودني در نظر گرفته شود.

1-11-2 – پيمانه‌ريزي افزودني‌هاي پودري

مواد افزودني پودري مانند رنگ‌دانه‌ها، منبسط‌كننده‌ها و آسان‌کننده‌هاي پمپاژ كه داراي مقدار مصرف اندک هستند اغلب به صورت دستي و با پيمانه در هنگام ساخت بتن به مخلوط اضافه مي‌شوند. زودگيرکننده‌ها، كاهنده‌هاي تراوايي، و پيوندزاها نيز از ديگر افزودني‌هايي هستند که به روش دستي افزوده مي‌شوند و اغلب در مقادير مصرف كافي براي يك  واحد جرمي (وزنی) سيمان و يا يک حجم بتن بسته‌بندي مي‌شوند. برخي از زودگيرکننده‌هاي بتن‌پاشي به صورت دستي و در پاي کار به مخلوط افزوده مي‌شوند.

1-12- انبار كردن

سه عامل در نگهداري مواد افزودني مهم هستند: سهولت در شناسايي، رطوبت و دمايي كه در آن نگهداري مي‌شوند، و وجود برچسب بر روی ظروف و بشكه‌ها به گونه‌اي که محتويات آنها را به وضوح نشان دهد. مواد افزودني خشك (پودري) در مقايسه با سيمان پرتلند حساسيت بيشتري به دي‌اكسيدكربن و رطوبت دارند. لذا اين مواد بايد در كيسه‌هاي ضد رطوبت بسته‌بندي شوند و براي جلوگيري از كلوخه‌شدن آنها به دور از رطوبت و دماهاي زياد نگهداري شوند.

 مخازن ذخيره مايعات بايد داراي دريچه‌هاي مناسب ورودي و بازشو باشند و اين دريچه‌ها بايد در هنگامي كه مورد استفاده قرار نمي‌گيرند كاملاً بسته شوند.

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

در مناطقی با زمستان‌‌هاي ملايم مي‌توان اكثر مواد را در بشكه‌ و در انبارهاي محصور، بدون وسيله گرمايي، بدون نگرانی از يخ‌زدگي انباركرد. در زمستان‌هاي سخت امكانات ويژه‌اي براي جلوگيري از يخ‌زدگي افزودني‌هاي مايع بايد به‌كاربرد. استفاده از انبارهاي محصور گرم در اين شرايط رايج است. لازم است از كليه تجهيزات شامل مخازن نگهداري، خطوط انتقال و خطوط متصل به بتن‌ساز نيز محافظت شود. در مناطق با آب‌ و هواي 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 شوند و 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 كه گرم كردن از حد مجاز ارايه شده توسط توليدکننده تجاوز نكند زيرا دماي زياد مي‌تواند بر برخي از اين مواد تاثير منفي داشته باشد.

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

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

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

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

6- اگر مخازن نگهداري و شيلنگ‌ها از جنس پلاستيك باشند بايد دقت شود از گرم كردن بيش از 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 به داخل مخزن جلوگيري شود. به همين صورت براي اجتناب از آلودگي بايستی روی مجاري پركردن و ديگر بازشوها در مواقعي كه استفاده نمي‌شوند درپوش گذاشته شوند.

 

جدول 1-1 - استانداردهاي مواد افزودني شيميايي

دسته افزودني	نام افزودني	استاندارد
		ايران	اروپا	آمريکا
کاهنده‌هاي آب	روان‌کننده	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C494, AASHTO M194
	روان‌کننده کُندگير	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C494, AASHTO M194
	روان‌کننده تندگير
	فوق‌روان‌کننده	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C494
	فوق‌روان‌کننده کُندگير			ASTM C494
	فراروان‌کننده	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C494 & C1017
هوازاها	هوازا	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C260, AASHTO M154
کُندگيرکننده‌ها	ديرگيرکننده	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C494, AASHTO M194
	ناگيرکننده			AASHTO M194
شتاب‌دهنده‌ها (تسريع‌کننده‌ها)	زودگير	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C494
	زودسخت‌کننده	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C494
	افزودني بتن‌پاشي		EN 934-5	ASTM C1141
منبسط‌کننده‌ها	جبران‌کننده جمع‌شدگي			ASTM C878
	گازساز		EN 934-4
	کف‌زاها			ASTM C869
پاياگرها (دوام‌بخش‌ها)	بازدارنده خوردگي		BS 1881	ASTM G109, AASHTO T277
	کاهنده واکنش قليايي
	کاهنده تراوايي	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C836
	نم‌بند / آب‌بند	ISIRI-2930	EN 934-2	ASTM C836
افزودني‌هاي خاص	هوازدا
	ضديخ
	رنگ‌بخش		BS 1014	ASTM C979
	آسان‌کننده پمپاژ
	ضد آب‌شستگي
	کنترل کننده واکنش آبگيري
	پيوندزا (لاتکس)		BS 5270
	قوام‌بخش

 

 

کُندگيرکننده‌ها

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

-         استفاده از روان کننده ها و يا فوق روان کننده ها يی 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 برای ريختن و پرداخت بتن، هماهنگی با سرعت حرکت قالب لغزنده، کنترل دمای آبگيری بخصوص در بتن های حجيم يا بروز وقفه در عمليات بتن ريزی ضروری است که می تواند با استفاده از افزودنی های کند گير کننده امکان پذير شود. استفاده از کند گير کننده ممکن است بر طراحی و يا روند بتن ريزی تاثير گذارد: بعنوان مثال با کنترل دمای بتن  می توان مقاطع بزرگتری را طراحی و اجرا نمود، و يا نماهای تزئينی با استفاده از سنگدانه های نمايان بوجود آورد.

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

3-1 – تعريف

افزودني‌هاي کند گير کننده[10] مواد آلي و يا تركيبي از مواد آلي و معدني هستند كه براي حفظ کارايی بتن و يا ملات تازه به مخلوط اضافه می شوند. رعايت دقيق دستورالعمل های سازنده و دقت در اندازه گيری مقادير مصرفی از اهميت بالايی بر خوردار است، زيرا همواره خطر عدم گيرش ناشی از مصرف بيش از اندازه افزودنی های کند گير کننده وجود دارد.

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

3-2 – دسته‌بندي

افزودني‌هاي کندگير کننده 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) می باشند که قادرند زمان گيرش اوليه را بر اساس دسته بندی استاندارد ASTM C-494 ، آيين نامه بتن ايران و ديگر استانداردهای معتبر بين المللی از يک تا سه و نيم ساعت به تاخير انداخته و پس از سپری شدن اين زمان، گيرش سيمان بطور طبيعی ادامه می يابد. گروه دوم شامل آن دسته از کند گير کننده های مستقل می باشد که قادرند ساعت های طولانی ( حتی تا 72 ساعت) تاخير در گيرش بتن پديد آورند، مصرف بيش از اندازه اين مواد ممکن است باعث عدم گيرش سيمان و در نتيجه فاسد شدن بتن گردد( ناگير کنندگی). اين نوع ناگير کننده ها درکنترل گيرش بتن باقی مانده در تراک ها جهت شستشوی آسانتر در پايان روز، و يا نگهداری بتن توليد شده در طول شب و يا حتی تعطيلی آخر هفته استفاده می شوند.   اخيرا برای بتن پاشی در داخل تونل ها از اين نوع 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 حتی با 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 سخت شدن سيمان از طريق اندرکنش سيمان و آب ميسر ميشود، محصول اين ترکيب مواد سختی با نام ژل سيليکات کلسيم هيدراته شده( (  CSH  ميباشد، که در ضمن باعث آزاد شدن سريع يون های کلسيم در محيط می شود. تجمع اين محصولات در اطراف ذرات موجود در مخلوط و ايجاد لخته های بزرگترمنجر به تشکيل بتن خميری شده و در ادامه آن سخت شدن و کسب مقاومت بتن اتفاق می افتد.

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

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

3-3-2- گروهی ديگر از اين افزودنی ها دارای عملکرد دوگانه هستند، بدين ترتيب که علاوه بر تشکيل غشايی در اطراف مواد سيمانی هيدراته نشده و جلو گيری از آب گيری آنها، دارای خاصيت پراکنده 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 بتن توليد 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 با ساير مواد آلي و يا معدنی مورد استفاده قرارگيرند:

- نمک ها و ترکيبات اسيد ليگنو سولفونيک

- برخی از نمک های اسيد نفتالين سولفونيک با جرم ملکولی سنگين

- هيدروکربورها و گلوکنات ها

- شکر، ملاس و انواع مواد قندی

- نمک های اسيد کربوکسيليک

- نمک های غير ارگانيک برخی از فسفات ها و بورات ها

3-5 – كاربرد

همانند سايرافزودني‌هاي شيميايی بتن، كندگيرکننده ها نيز پاسخگوي نيازهاي متعـددي در كارگاه هستند، به خصوص در شرايط آب وهوايی ايران که در منطقه گرم و خشک طبقه بندی می شود، همواره گيرش های زود هنگام باعث بروز مشکلات متعدد اجرايی می شوند. شايد تاکيد برتوجه ويژه به اين نوع افزودنی ها و قراردادن آن در طراحی بتن ضروری باشد. حتی در مواقعی که به لحاظ دسترسی به سيمان و مصالح مرغوب و وجود ابزار های مناسب توليد و مديريت کارگاهی 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 بتن سخت شده گردد. افزودنی های کندگيرکننده می توانند بسياری از مشکلات اجرايی و نتايج نا مطلوب بتن سخت شده را برطرف نمايند.

اهم موارد کاربرد افزودنی های کندگيرکننده به شرح زير می باشد:

3-5-1- حمل و انتقال بتن- اغلب در مناطق شهری امکان ايجاد بتن ساز مرکزی در کارگاه وجود ندارد يا شرايط توليد 24 ساعته آن مهيا نيست،  يا بدليل احجام بتن ريزی، ايجاد بتن ساز مرکزی توجيه اقتصادی نداشته واستفاده از بتن آماده اجتناب ناپذير است. حتی در برخی از پروژه های برون شهری مانند کارگاه های تونل سازی، يا گستردگی فضای کارگاه، خرابی و متوقف شدن کاميون حمل کننده و يا مناطق کوهستانی فاصله زمانی توليد اولين بخش بتن تا ريختن آخرين قسمت هر تراک موجب هيدراته شدن و حتی گيرش بخش قابل توجهی از بتن قبل از ريختن آن می شود. در همه اين موارد افزودن کندگيرکننده برای ايجاد تاخير در گيرش بتن متناسب با زمان حمل وانتقال بتن به درون قالب ضروری است.

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

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

3-5-4- بتن ريزی شمع ها 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 ريختن احجام بسيار زياد بطور پيوسته از سوی ديگر،کندگيری بتن هايی که زودتر ريخته می شونداجتناب ناپذيراست. اين مسئله در هنگام بتن ريزی عرشه پل ها و يا تير های بزرگ نيز دارای اهميت است و گيرش تدريجی و هماهنگ بتن باعث کاهش خطر خميدگی و انحراف سازه می شود.

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

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

3-6 – تاثير كندگيرکننده بر ويژگی‌های بتن تازه و سخت شده

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

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

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

3-6-2- جمع شدگی و کنترل ترک- گيرش های سريع يا ناهماهنگ بخش های مختلف بتن منجر به بروز ترک هاي حرارتی و جمع شدگی می شود. اين پديده در بتن های حاوی کندگيرکننده به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می يابد. جمع شدگی در هنگام خشک شدن در بتن هايی که فرصت جاگيری بهتر در قالب را دارند کمتر است و به عبارت ديگر بخش عمده جمع شدگی در مرحله خميری اتفاق می افتد.

3-6-3-مقاومت نهايی- اگرچه افزايش مقاومت مکانيکی بتن سخت شده با طراحی دقيق اجزای بتن و کاهش آب مصرفی رابطه مستقيم دارد، ولی بتن های حاوی کندگيرکننده به دليل گيرش يکنواخت و کاهش ترک های اجرايی و خشک شدن در مقايسه با بتن فاقد افزودنی، با وجود تاخير در کسب مقاومت اوليه، انتظار می رود دارای مقاومت  فشاری وخمشی 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 و سطح رويی بتن می شود. ضمن اينکه بتن های حاوی کندگيرکننده در برابر تغيير شکل و خزش پايداری بهتری از خود نشان می دهند.

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

اجزای تشکيل دهنده بتن 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 به کندگيرکننده دارند. اين مسئله لزوم انجام آزمايش های اوليه کارگاهی برای تعيين مقدار مصرف، و همچنين تداوم اين آزمايش ها بر روی هر محموله سيمان وارده به کارگاه را ضروری می سازد.

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

3-8- تاثير عوامل محيطی و اجرايي

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

از آنجاکه مصرف بيش ازاندازه اغلب کندگيرکننده ها منجر به ديرگيرکنندگی مضر خواهدشد، دقت اندازه گيری و پيمانه کردن از اهميت ويژه ای برخورداراست.

 

3-9- رهنمودهای اجرايي در كارگاه

معمولا افزودني‌هاي كندگيرکننده 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 جامد مناسب ازآن تهيه و سپس مصرف شوند.

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

تمامی افزودني‌های کندگيرکننده در محدوده ی زمانی معينی بر مخلوط بتن تاثير مي‌گذارند و به محض اتمام اين محدوده ی زمانی، آب گيری سيمان آغاز می شود. بنابراين، مقادير مصرف به گونه ای بايد تنظيم شود تا فرصت كافی برای ريختن، لرزاندن، پرداخت و كارهای تكميلی فراهم گردد.

3-10- رهنمودهای كاربردی

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

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

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

مخازن نگهداري افزودني‌ها 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 هر افزودني براساس توصيه ی توليدكننده ی آن ضروري است. اختلاط دو يا چند افزودني با هم مجاز نمي‌باشد وبايد آن ها را به طور جداگانه پيمانه و به مخلوط اضافه کرد. مگر اين كه 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 هركدام در مخازن جداگانه نگهداري و با فاصله زماني مناسب به مخلوط كن بتن افزوده شوند.

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

3-11- ارزيابي و انتخاب كندگيرکننده

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

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

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

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

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

تاخيري كه تحت تاثير مصرف کندگيرکننده درگيرش بتن بوجود مي‌آيد، موجب آرامش در روند كسب مقاومت اوليه مي‌شود. بتن‌هايي كه به آرامي‌كسب مقاومت اوليه مي‌كنند عموماً داراي مقاومت‌هاي دراز مدت بيشتري هستند.

 3-12- كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابت بودن يك افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شده و برابري آن با آزمايش‌هاي اوليه اثبات گردد. آزمون هاي لازم براي شناسايي و تاييد افزودني‌ها 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 استاندارد‌هاي ساختماني ايران راهنمايي‌هاي لازم براي تعيين يكنواختي افزودني‌هاي شيميايي را به تفصيل بيان نموده‌اند. اگرچه با كنترل رنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت و مقدار pH مي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاه را تاييد يا رد نمود.

 

 

 

 

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 می­کنند و از محلول خارج مي‌شوند. پديده‌هاي سفت‌شدن، گيرش و سخت‌شدن خمير سيمان پرتلند از فرآيند بلوري‌شدن پيشرونده محصولات آبگيري سرچشمه مي‌گيرند. بنابراين مي‌توان چنين انگاشت که با افزودن برخي از مواد شيميايي حل‌شونده به مخلوط سيمان پرتلند و آب مي‌توان بر آهنگ يونيزه‌شدن ترکيبات سيمان يا بر روند بلوري‌شدن محصولات آبگيري تاثير گذاشت و در نتيجه، گيرش يا سخت‌شدن خمير سيمان را دستخوش تغيير کرد[1].

نياز به سرعت بخشيدن روند کسب مقاومت، به ويژه براي بتن‌ريزي در هواي سرد، و کاهش زمان گيرش بتن موجب پيدايش و گسترش افزودني‌هاي شتاب‌دهنده بتن شده است. در اين بخش شتاب‌دهنده‌ها مورد بررسي قرار مي‌گيرند.

5-1 – تعريف

شتاب‌دهنده‌ها[11] با تندکردن روند آبگيري سيمان موجب کاهش زمان گيرش (زودگيري)، افزايش آهنگ کسب مقاومت (زودسخت‌شدن)، يا هر دو مي‌شوند[2]. برخي از افزودني‌ها با افزايش چسبندگي خمير، عملکردي مشابه شتاب‌دهنده‌ها دارند[3].

5-2 – دسته‌بندي

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

5-2-1 – تسريع­کننده‌ها (تندگيرکننده­ها)

طبق تعريف تسريع­کننده (تندگيرکننده)[12] 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[13] بتن و افت رواني (اسلامپ) آن را سرعت مي‌بخشند.

5-2-2 – زودگيرکننده­ها

زودگيرکننده, که افزودني زودگير بتن­پاشي (شاتکريت)[14] نيز ناميده مي­شود, طبق تعريف افزودني است که در حين پاشش يا پيش از پاشش به مخلوط افزوده 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.

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 روي جداره­هاي مرطوب به کار مي­روند[2].

5-2-4 – زودسخت‌کننده‌ها

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

5-3 – مكانيزم عملكرد شتاب‌دهنده‌ها

شتاب‌دهنده‌ها به طور عمده از نوع افزودني‌هاي با عملكرد 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 مختلف سيمان 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 خيلي زيادتري نسبت به سيليکات­ها هيدراته مي­شوند. در واقع, مشخصه­هاي سفت­شدن (از دست دادن رواني) و گيرش (جامد شدن) خمير سيمان پرتلند تا حدود زيادي به وسيله واکنش­هاي آبگيري آلومينات­ها کنترل مي­شوند. سيليکات­ها که حدود 75 درصد سيمان پرتلند معمولي را تشکيل مي­دهند, نقش اصلي را در تعيين مشخصه­هاي سخت­شدن (روند کسب مقاومت) به عهده دارند[1].

واکنش‌هاي آبگيري سيليکات‌ها و آلومينات‌ها اگرچه از نظر شيميايي به دو شيوه جداگانه انجام مي‌شوند ولي در عمل مستقل از هم نيستند و بر يکديگر اندرکنش دارند. براي مثال، تسريع واکنش آلومينات‌ها گرماي زيادي آزاد مي‌کند که مي‌تواند به تسريع واکنش سيليکات‌ها منجر شود. براي درک مکانيزم واکنش شتاب‌دهنده‌ها، با يک فرض ساده‌انگارانه و براي سادگي مي‌توان چنين انگاشت که در زمان شروع واکنش آبگيري، آلومينات‌ها بيشترين تاثير را بر گيرش و رفتار سفت‌شدن و سيليکات‌ها بيشترين تاثير را بر سخت‌شدن و روند کسب مقاومت سيمان 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 از خود نشان دهند ولي انتظار مي­رود عملکرد کلي آنها تسريع واکنش آلومينات‌هاي سيمان باشد.

در روند واکنش آبگيري سيمان، در همان ابتدا سولفات کلسيم (گچ) موجود در سيمان با سه‌کلسيم‌آلومينات (C3A) واكنش نشان مي‌دهد و اترينگايت[18] پديد مي‌آورد. اترينگايت‌هاي تشکيل‌شده دانه‌هاي سيمان را مانند يک پوشش متراکم دربرمي‌گيرند و رسيدن آب به باقيمانده دانه‌هاي سيمان مانع مي­شوند و در نتيجه روند آبگيري آنها را با تاخير مواجه مي‌کنند. اين موضوع به حفظ کارآيي بتن در يک بازه‌ي زماني محدود کمک مي‌کند. زماني که همه سولفات موجود واکنش نشان دادند و به اترينگايت‌ها چسبيدند، آلومينات اضافي موجود در محيط با اترينگايت‌ها واکنش نشان مي­دهند و سولفات‌ها را جدا مي‌کنند و تشکيل مونوسولفات مي‌دهند. نفوذپذيري مونوسولفات بيشتر از اترينگايت است و اجازه دسترسي آب به دانه‌هاي سيمان و ادامه روند 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 به طور ناگهاني افزايش مي‌يابد و روند آبگيري آلومينات­ها و در نتيجه سرعت گيرش بتن شتاب مي‌يابد[3]. از ديدگاهي ديگر, تسريع­کننده­هاي (تندگيرکننده­هاي) بتن، عمدتا تبديل اترينگايت به مونوسولفات را شتاب مي­دهند[6]. ضوابط عملکردي و الزامات ويژه براي 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)

رديف	ويژگي	روش آزمون	الزامات
1	زمان گيرش اوليه	EN 480	- در دماي C° 20, زمان گيرش اوليه مخلوط آزمايشي (حاوي تسريع­کننده) نبايد کمتر از 30 دقيقه باشد. - در دماي C° 5, زمان گيرش اوليه مخلوط آزمايشي نبايد بيشتر از 60% زمان گيرش اوليه مخلوط شاهد (بدون تسريع­کننده) باشد.
2	مقاومت فشاري	ISIRI 3206	- مقاومت فشاري 28 روزه مخلوط آزمايشي نبايد کمتر از 80% مقاومت فشاري مخلوط شاهد باشد. - مقاومت فشاري 90 روزه مخلوط آزمايشي نبايد کمتر از مقاومت فشاري 28 روزه آن باشد.
3	مقدار هواي بتن تازه	ISIRI 3520	مقدار هواي مخلوط آزمايشي مي­تواند حداکثر تا 2% بيشتر از مخلوط شاهد باشد, مگر توليدکننده مقدار ديگري را مشخص کرده باشد.

 

تسريع واکنش آلومينات­ها معمولا منجر به آزادشدن گرماي زيادي مي­شود که بر واکنش آبگيري سيليکات­ها نيز تاثير مي­گذارد و آن را سرعت مي­بخشد ولي انواعي از تسريع­کننده‌ها (تندگيرکننده­ها) مانند تري‌اتانول‌آمين هم وجود دارند که واکنش آلومينات‌ها را با گچ (تشکيل اترينگايت) تسريع مي‌کنند ولي بر واکنش سيليکات‌ها تاثيري ندارند (در مواردي ممکن است حتي اين واکنش را کند هم کنند)[4].

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

5-3-2 – زودگيرکننده­هاي بتن­پاشي

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

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

جدول 5-2 – ضوابط عملکردي براي افزودني­هاي زودگيرکننده بتن­پاشي

رديف	ويژگي	روش آزمون	الزامات
1	زمان گيرش	EN 480	زمان گيرش اوليه نبايد بيشتر از 10 دقيقه و زمان گيرش نهايي نبايد بيشتر از 60 دقيقه باشد (نتيجه دو آزمون از هر سه آزمون).
2	مقاومت فشاري	ISIRI 3206	- مقاومت فشاري 28 روزه مخلوط آزمايشي نبايد کمتر از 75% مقاومت فشاري مخلوط شاهد باشد. - مقاومت فشاري 90 روزه مخلوط آزمايشي نبايد کمتر از مقاومت فشاري 28 روزه آن باشد.

 

زودگيرکننده­هاي با عملکرد فيزيکي نوعي اصلاح­­کننده رئولوژي[20] هستند که بدون دخالت در واکنش آبگيري, موجب سفت­شدن سريع بتن­پاشيده مي­شوند[12]. از جمله اصلاح­کننده­هاي رئولوژي 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 مقاومت دارد[4], از سيليکات سديم اصلاح‌شده[22]استفاده مي­شود که در مقادير مصرف متعارف (کمتر از 20 درصد جرم سيمان) در واکنش آبگيري دخالت نمي‌کند و عملکردي شبيه چسب دارد و با افزايش آني خاصيت چسبانندگي خمير سيمان (در کمتر از 10 ثانيه)، از طبله کردن و واريز بتن پاشيده شده جلوگيري مي‌کند[3]. سيليکات سديم اصلاح­شده آب درون مخلوط را بي­درنگ جذب مي­کند (رفتاري مانند خشک­کننده­هاي جاذب آب) و سبب سفتي و افت سريع اسلامپ بتن مي­شود. بنابراين مقدار مصرف آن به مقدار آب مخلوط بستگي دارد يعني هر چقدر آب اختلاط بيشتر باشد به سيليکات سديم اصلاح­شده بيشتري براي دربندکشيدن آب مخلوط نياز است. 

5-3-3 – آني­گيرها

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

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

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

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

5-3-4 – زودسخت‌کننده‌ها

مکانيزم عملکرد زودسخت­کننده­ها تسريع آبگيري سيليکات­ها است. بخش اصلي فرآيند آبگيري سيليکات­ها از نوع واکنش درون محلولي است. در اين نوع واکنش, ترکيبات سيليکات­دار آبگيري نکرده در محلول به يون­هاي تشکيل دهنده­شان تجزيه مي­شوند و در فرآيند آبگيري, سيليکات­هاي هيدراته را تشکيل مي­دهند[1]. در ابتدا, آهنگ تجزيه سيليکات­هاي کلسيم, به ويژه سه­کلسيم­سيليکات (C3S), تندتر از آهنگ پخش و پراکنده شدن يون­هاي ايجاد شده است بنابراين هاله­اي با غلظت زياد از سيليکات­هاي هيدراته (C-S-H) که انحلال­پذيري کمي 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 لايه­اي از محصولات هيدراته شده که نفوذپذيري اندکي دارد, شروع به رسوب به سطح سيليکات­هاي سيمان کند[5],[1].

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

زودسخت­کننده­ها به دو شيوه سخت­شدن 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 رسوب آنها را افزايش مي­دهند. از سوي ديگر نسبت آهک به سيليس (C/S) را در سيليکات کلسيم هيدراته (C-S-H)  افزايش و در نتيجه نفوذپذيري لايه رسوب کرده بر سطح سيليکات­ها را افزايش و دوره سکون واکنش آبگيري سيليکات­ها را کاهش مي­دهند.

نكته 5-3 – برخي از کاهنده­هاي آب به ويژه فراروان­کننده­ها با پراکنده نمودن دانه­هاي سيمان از يکديگر, سطح بيشتري از دانه­ها را در معرض واکنش آبگيري قرار مي­دهند. بنابراين براي يک مقدار مشخص از محصولات آبگيري (C-S-H), اندرکنش بين دانه­هاي 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 زودسخت­شدن مي­شود.

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

 

 

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

رديف	ويژگي	روش آزمون	الزامات
1	مقاومت فشاري	ISIRI 3206	- در دماي C° 20, مقاومت 24 ساعته مخلوط آزمايشي (حاوي زودسخت­کننده) نبايد کمتر از 120% مخلوط شاهد (بدون زودسخت­کننده) باشد. - در دماي C° 20, مقاومت 28 روزه مخلوط آزمايشي نبايد کمتر از 90% مخلوط شاهد باشد. - در دماي C° 5, مقاومت 48 ساعته مخلوط آزمايشي نبايد کمتر از 130% مخلوط شاهد باشد.
2	مقدار هواي بتن تازه	ISIRI 3520	مقدار هواي مخلوط آزمايشي مي­تواند حداکثر تا 2% بيشتر از مخلوط شاهد باشد, مگر توليدکننده مقدار ديگري را مشخص کرده باشد.

 

5 -4 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

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

5-4-1 – تسريع­کننده­ها (تندگيرکننده­ها)

شناخته­شده­ترين تسريع­کننده (تندگيرکننده) بتن تري­اتانل­آمين 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. تري­اتانل­آمين به دليل آن که با توجه به مقدار مصرف ممکن است اثر تندگيري (مقادير مصرف کم) يا اثر کندگيري (مقادير مصرف زياد) داشته باشد و نيز به دليل آن که واکنش آبگيري سيليکات­ها 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 آب به مواد سيماني اثر تندگيري دارند که از جمله اين ترکيبات مي­توان به اوره, اسيد اگزاليک, برخي از ترکيبات حلقوي, ترکيبات تغليظ­شده آمين­ها و فرمالدهايد اشاره کرد[2]. بايد توجه داشت که برخي از اين ترکيبات همانند تري­اتانل­آمين آبگيري سيليکات­ها را به تاخير مي­اندازند و در مقادير مصرف زياد 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 از زودگيرکننده (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 پايه مقدار pH آنها مي­توان به 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 که خورنده نيز ناميده مي­شود, داراي pH بين صفر تا 5 (اسيدي) يا بين 9 تا 14 (بازي) است[3].  

از جمله زودگيرکننده­هاي سوزآور مي­توان به بسياري از نمک­هاي معدني حل­شونده مانند آلومينات­ها, هيدروکسيدها, کربنات­ها, فلوروسيليکات­ها, سولفات آهن, فلورايد سديم, سولفيت آلومينيم, سيليکات­هاي قليايي, تيوسيانات­ها, و تيوسولفات­ها اشاره کرد[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 دو گروه قليايي[28] و بدون­قليايي[29] دسته­بندي مي­شوند. منظور از زودگيرکننده بدون­قليايي, افزودني است که مقدار کاتيون­هاي قليايي (Na+ و K+) آن کمتر از 1% باشد[3]. اين موضوع براي کنترل احتمال واکنش قليايي سيليسي در مخلوط­هاي حاوي سنگدانه­هاي مستعد اين واکنش است.

نكته 5-4 – توجه شود که "بدون­قليايي" بودن زودگيرکننده 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 مي­توانند موجب گيرش آني شوند. يکي ديگر از آني­گيرها, سيمان بدون سنگ ­گچ (کلينکر آسياب­شده بدون سنگ گچ) است که براي انسداد نشت آب کاربرد فراواني دارد.

5-4-4 – زودسخت­کننده­ها

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

از زودسخت­کننده­هاي بدون کلرايد مي­توان به فرمات کلسيم, نيتريت­ها و نيترات­ها اشاره کرد[7],[5],[4],[2]. بسياري از فراروان­کننده­ها, به ويژه پلي­کربوکسيلات­ها, آهنگ کسب مقاومت را شتاب مي­دهند.

5-5 – كاربرد

تسريع­کننده­ها (تندگيرکننده­ها) به تنهايي کاربرد محدودي دارند و بيشتر براي جبران اثر کندگيرکنندگي برخي از روان­کننده­ها و به عنوان بخشي از افزودني کاهنده آب به کار مي­روند[4]. کاربرد ديگر تسريع­کننده­ها (تندگيرکننده­ها) در کفسازي­هاي بتني است که با ماله پروانه­اي پرداخت مي­شوند. براي اين کاربرد خاص, تسريع­کننده­ها (تندگيرکننده­ها) در مخلوط­هايي که در انتها ريخته مي­شوند به کار مي­روند به گونه­اي که زمان گيرش مخلوط­هاي انتهايي و ابتدايي به يکديگر نزديک شود و بتوان همزمان تمام کف را پرداخت کرد[6]. در اجراي رولايه­ها[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 تثبيت جداره­هاي حفاري شده به کار مي­روند. برخي از زودگيرکننده­ها در عمليات تزريق دوغاب سيمان در جاهايي که جريان آب در درزه و شکاف وجود دارد و به منظور جلوگيري از شسته شدن دوغاب تزريق شده کاربرد دارند.

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

با استفاده از زودسخت­کننده­ها امکان دستيابي به مقاومت‌هاي زودرس فراهم مي‌شود. از زودسخت‌کننده‌ها براي بتن‌ريزي در هواي سرد يا به منظور زود بازکردن قالب‌ها در دماي معمولي محيط استفاده مي‌شود[6]. کاربرد ديگر زودسخت­کننده­ها در برخي از ملات­هاي تعميراتي پايه سيماني است. اين موضوع به ويژه در تعمير نقاطي  که زودهنگام تحت بارگذاري قرار مي­گيرند, مانند تعمير روسازي بزرگراه­ها, به کار مي­آيد.

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

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

نكته 5-7 – افزودني‌هاي مورد استفاده براي بتن‌ريزي در هواي سرد که در ايران به نام "ضديخ بتن" ارايه مي‌شوند در حقيقت نوعي زودسخت‌کننده هستند که امکان دستيابي به مقاومت‌هاي زودرس را در هواي سرد فراهم مي‌آورند. ضديخ بتن که براي کاهش نقطه انجماد بتن تازه و جلوگيري از 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 بر برخي از ويژگي­هاي بتن تازه به شرح زير تاثير مي‌گذارند.

5-6-1 - زمان گيرش

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

برخي از شتاب­دهنده­ها در مقادير مصرف زياد نه تنها زمان گيرش را کاهش نمي­دهند بلکه ممکن است باعث کندگيري هم شوند[2].

5-6-2 – مقدار هوا

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

5-6-3 - كارآيي و رواني

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

 5-6-4 - آب انداختگي

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

5-6-5 – حرارت آبگيري

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

5-7 - تاثير بر ويژگي‌های بتن سخت­شده

5-7-1 - مقاومت

تاثير شتاب­دهنده­ها بر مقاومت­هاي کوتاه­مدت و درازمدت و آهنگ کسب مقاومت بتن بستگي به نوع و مقدار مصرف آنها دارد.

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

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

زودگيرکننده­هاي پايه آلوميناتي و قليايي­ها روند کسب مقاومت را افزايش مي­دهند (مقاومت زودرس) ولي مقاومت­هاي درازمدت را کاهش مي­دهند[6],[4]. سيليکات سديم بر آهنگ کسب مقاومت کوتاه­مدت (مقاومت زودرس) تاثيري ندارد ولي مقاومت­هاي درازمدت را تا 40 درصد کاهش مي­دهد[4]. اصلاح­کننده­هاي رئولوژي, مانند سيليکات سديم اصلاح­شده, اثري در کسب مقاومت­هاي زودرس ندارند و مقاومت­هاي درازمدت را نيز کاهش نمي­دهند[12],[3]. زودگيرکننده­هاي بدون­قليايي مانند هيدروکسيد آلومينيم, سولفات و سولفيت آلومينيم در مقادير مصرف متعارف آهنگ کسب مقاومت (مقاومت زودرس) و مقاومت درازمدت را نسبت به نمونه شاهد بهبود مي­بخشند, هر چند که افزايش روند کسب مقاومت آنها کمتر از نوع قليايي است[6],[4].

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

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

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

5-7-2 – جمع‌شدگي (تكيدگي) و خزش

شتاب­دهنده­هايي که در روند واکنش آبگيري سيمان دخالت مي­کنند (عملکرد شيميايي) عموما جمع­شدگي و خزش را در بتن سخت­شده نسبت به نمونه شاهد افزايش مي­دهند[12],[7],[4],[2]. در مورد شتاب­دهنده­هاي با عملکرد فيزيکي (اصلاح­کننده­هاي رئولوژي) اطلاعات زيادي در دسترس نمي­باشد.

5-7-3 – دوام (پايايي)

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

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

کلسيم کلرايد انبساط ناشي از واکنش قليايي سيليسي را افزايش مي­دهد[2]. انتظار مي­رود که شتاب­دهنده­هاي قليايي (داراي يون­هاي Na+ و K+) احتمال واکنش قليايي سيليسي را در بتن­هاي حاوي سنگدانه­هاي مستعد اين واکنش, افزايش دهند[7].

شتاب­دهنده­هاي داراي يون کلر, احتمال خوردگي ميلگردهاي فولادي را در بتن افزايش مي­دهند[7],[4],[2]. برخي از شتاب­دهنده­ها مانند فرمات کلسيم, تيوسولفات سديم و نيتريت کلسيم واکنش خوردگي فولاد را کُند مي­کنند[7],[2]. استفاده از شتاب­دهنده­هاي بر پايه تيوسيانات­ها مانند تيوسيانات سديم, تا مقدار مصرف کمتر از 1% نقشي در تشديد خوردگي ميلگردهاي فولادي ندارند[2].

5-7-4 – شوره­زدگي و تغيير رنگ سطح بتن

سديم کلرايد ممکن است موجب شوره­زدگي[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 سيمان و کلسيم کلرايد پديد آيد. نوع نخست, پديدار شدن لکه­هاي روشن در زمينه تيره است که مشخصه 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 در آن نسبت قليايي­هاي سيمان به کلسيم کلرايد نسبتا زياد باشد[2].

5-8 - تاثير مواد متشكله بتن بر کاركرد شتاب­دهنده­ها

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

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

سيمان­هاي با مقدار بيشتر سه‌کلسيم‌آلومينات (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 زمان گيرش يا افزايش آهنگ کسب مقاومت (مقاومت زودرس), به مقدار کمتري شتاب­دهنده نياز دارند[7],[2]. فرمات­کلسيم آهنگ 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 که نسبت C3A به SO3 در سيمان بزرگتر از 4 باشد[7]. در سيمان­هاي زودسخت­شونده بر پايه کلسيم­فلوروآلوميناتي[33] (C11A7.CaF2), کلسيم کلرايد و کربنات­پتاسيم زمان گيرش را افزايش و روند کسب مقاومت اوليه را کاهش مي­دهند گو اينکه ممکن است مقاومت 24 ساعته تا حدودي تسريع يابد[2].

اطلاعات محدودي در باره اثر شتاب­دهنده­ها بر مقدار انبساط بتن­هاي حاوي سيمان­هاي با جمع­شدگي جبران شده در دسترس است و بايد در خصوص تاثير اين افزودني­ها در مورد اين نوع بتن­ها بررسي بيشتري به عمل آيد[2].

تاثير مواد متشکله بتن بر فراروان­کننده­ها, به عنوان يک زودسخت­کننده با عملکرد فيزيکي, در فصل دوم بررسي شده است.

5-9 - تاثير عوامل محيطی و اجرايي

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

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

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

5-10 - رهنمودهای اجرايي در كارگاه

کلسيم کلرايد بايد به شکل مايع به مخلوط بتن افزوده شود. از افزودن کلسيم کلرايد پودري به بتن پرهيز شود[2]. شتاب­دهنده­هاي گوناگون بايد در ظروف جداگانه دربسته و به دور از آلوده شدن با گرد و غبار نگهداري شوند[7]. براي جلوگيري از تجزيه و به هم خوردن ترکيب, شتاب­دهنده­هاي مايع بايد به دور از حرارت و يخزدگي نگهداري شوند. شتاب­دهنده­هاي مايع افزودني­هايي حاوي سوسپانسيون جامد در آب هستند که در انبارداري درازمدت ممکن است بخش جامد آنها ته­نشين شود, در صورت رخ­دادن چنين حالتي بايد اين افزودني­ها پيش از مصرف کاملا به­هم­زده شوند[7].

بسياري از شتاب­دهنده­هاي پودري نسبت به رطوبت حساس هستند و به راحتي رطوبت محيط را جذب مي­کنند, اين افزودني­ها بايد در بسته­هاي نم­بند نگهداري شوند[7].

5-11 - رهنمودهای كاربردی

حتي اگر اطلاعات كافي و معتبر از كاربرد يك شتاب­دهنده با عملکرد شيميايي در دسترس باشد، به دليل تاثير ترکيبات شيميايي سيمان و عوامل محيطي بر کارکرد اين نوع افزودني, بهترين روش براي بررسي 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 امكانات عملي ساخت و اجرا يا پاشش بتن، و با استفاده از مصالح مصرفي كارگاه انجام پذيرد. در مورد شتاب­دهنده­هاي با عملکرد فيزيکي (اصلاح­کننده­هاي رئولوژي) اين موضوع از حساسيت کمتري برخوردار است.

استفاده از شتاب­دهنده­هاي حاوي كلرايد‌ از جمله کلسيم کلرايد در موارد زير مجاز نيست[8]:

1- ساخت توقف‌گاه گاراژها.

2- بتن پيش تنيده به دليل امكان خطرات خوردگي فولاد.

3- بتني كه حاوي آلومينيم مدفون (مانند غلاف) باشد زيرا خوردگي شديد آلومينيم را مي‌تواند درپي داشته باشد، به ويژه اگر آلومينيم 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 داشته باشد.

6- دال‌هاي كف كه توسط خشكه­پاشي دانه­هاي فلزي پرداخت مي‌شوند.

7- بتن­ريزي در هواي گرم.

8- بتن‌ريزي­هاي حجيم.

5-12 - ارزيابي و انتخاب شتاب­دهنده

در ارزيابي افزودني‌هاي شتاب­دهنده، علاوه بر موارد گفته شده در بخش 8-1 فصل يکم، بايد در نظر داشت که به دليل اندرکنش اين افزودني­ها با آبگيري سيمان, مناسب­ترين روش براي ارزيابي و انتخاب 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 يک رهنمود و نه يک معيار براي ارزيابي مي­تواند مورد توجه قرار گيرد.

5-13 - كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابت بودن مواد افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شده و برابري آن با آزمايش‌هاي اوليه به اثبات برسد. آزمون­هاي لازم براي شناسايي و تاييد افزودني‌ها 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 از موارد ديگر هستند. آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران[10] راهنمايي‌هاي لازم براي تعيين يكنواختي افزودني‌هاي شيميايي را به تفصيل بيان نموده‌اند. معمولا با كنترل رنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت و مقدار pH مي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاه را تاييد يا رد كرد.

چنانچه شتاب­دهنده­اي براي مدت زماني طولاني انبار شده باشد و گرانروي, بو يا رنگ ناهنجار داشته باشد بايد پيش از مصرف مورد آزمايش قرار گيرد.

 

 

افزودني‌هاي هوازا[35] يا هوازاها بنا به تعريف، افزودني‌هايي هستند که در حين اختلاط (با تاثيرگذاري بر نيروهاي کشش سطحي آب)، ساختاري همگن از ريزحباب‌هاي ناپيوسته در بتن، ملات، يا خمير سيمان پديد مي‌آورند. افزودني‌هاي هوازا در حقيقت با تشکيل و تثبيت حباب‌هاي هوايي که در حين اختلاط وارد بتن مي‌شوند، مقدار هواي بتن را افزايش مي‌دهند و بر خلاف افزودني‌هاي گازساز يا کف‌زا هيچگونه گاز يا کفي در اثر واکنش شيميايي در بتن ايجاد نمي‌کنند.

2 – مكانيزم عملكرد هوازاها

هوازاها از نوع افزودني‌هاي با عملكرد فيزيكي هستند و تاثير مستقيم ‌بر فرآيند آبگيري سيمان ندارند. اين افزودني‌ها عمدتا از مواد اثركننده بر سطح تشکيل مي‌شوند. مواد اثركننده بر سطح[36]موادي هستند كه در سطح مشترك بين دو فاز آميخته نشدني متمركز مي‌شوند و نيروهاي فيزيكي-شيميايي موثر بر اين سطح را تغيير مي‌دهند.

هوازاها در سطح مشترک هوا–آب در خمير سيمان عمل مي‌کنند و کشش سطحي آب را کاهش مي‌دهند و بدين ترتيب بخش عمده‌اي از حباب‌هاي 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 هوا گرفتار مي‌شود و از داخل شدن آب به درون حباب (ترکيدن حباب) جلوگيري مي‌کند و موجب پايداري حباب‌هاي تشکيل‌شده مي‌شود[8]. نمايي از چگونگي پايدار شدن حباب‌هاي هوا توسط افزودني هوازا در شکل 1 نشان داده شده است[7]. انتهاي آب‌دوست که در سطح حباب و در تماس با آب قرار دارد با بار الکتريکي که به حباب‌ها مي‌دهد از يک سو با استفاده از پديده دفع بارهاي همنام از به هم چسبيدن حباب‌ها به يکديگر جلوگيري مي‌کند (شکل 2) و از سوي ديگر به جذب اين حباب‌ها به سطح ذرات سيمان و سنگدانه کمک (شکل3) و مانند يک عامل رابط و پيونددهنده بين ذرات سيمان و سنگدانه عمل مي‌کند و چسبندگي دروني[39] (قوام) بتن را بهبود مي‌بخشد[7]. 

 

 

 

3 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

مواد هوازا با ويژگي‌ها و خواص جانبي گوناگون توليد 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 ويژه در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن

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

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

5 – تاثير هوازاها بر ويژگي‌هاي بتن تازه

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

5-1 – بازده حجمي‌

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

5-2 - كارآيي

حباب‌هاي هوا مانند ساچمه‌هاي ريزي عمل مي‌کنند که حرکت سنگدانه‌ها بر روي يکديگر را، به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان، 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 مي‌بخشد و کارکردن با آنها را آسان‌تر مي‌کند. اين موضوع به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان که بزرگترين اندازه سنگدانه آنها بيش از 38 ميليمتر است بسيار چشمگيرتر است[1].

نکته 1- در بتن‌هاي پرسيمان، هوازايي ممکن است حالت خميري بتن را به اندازه‌اي افزايش دهد که تاثير منفي بر کارپذيري مخلوط داشته باشد.

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

5-3 - آب انداختن

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

5-4 - جداشدگي

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

5-6 – تراكم‌پذيري

حباب‌هاي هوا به دليل عملکرد ساچمه‌اي، حركت و لغزش ذرات بر روي يكديگر را در داخل مخلوط بتن آسان‌تر مي‌كنند و خواص ريولوژيك بتن تازه و رفتار آن را در هنگام ارتعاش و متراكم‌شدن بهبود مي‌بخشند[7]. براي متراكم‌كردن بتن‌هاي هوازايي شده در مقايسه با بتن شاهد به انرژي كمتري نياز است. اين اثر در بتن‌هاي 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 تخلخل خمير سيمان مي‌شود و کاهش مقاومت بتن را به دنبال دارد. در حالت کلي هر يک درصد 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، هوازايي الزاما منجر به کاهش مقاومت بتن نمي‌شود. هوازايي در بيشتر موارد، آب اختلاط مورد نياز و در نتيجه نسبت آب به سيمان را کاهش مي‌دهد و مي‌تواند اثر کاهش مقاومت ناشي از هوازايي در بتن را جبران ‌کند[5].

6-2 – جرم حجمي

هوازايي به دليل افزايش تخلخل بتن، جرم حجمي‌بتن تازه و سخت‌شده را کاهش مي‌دهد. اين کاهش جرم حجمي بتن به اندازه‌اي 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 در بهبود پايايي آن در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن دارد[4]. چنانچه خمير سيمان داراي حباب‌هاي هوا باشد و ميانگين فاصله بين حباب‌هاي هوا خيلي بزرگ نباشد، اين حباب‌ها مانند محفظه‌هايي براي جادادن آب يخ نزده عمل مي‌كنند و از فشار ايجاد شده در حفره‌‌ها و لوله‌هاي مويين مي‌كاهند. عقيده عمومي ‌بر آن است كه خمير سيماني كه مقاومت كافي داشته باشد 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 بتن در اثر يخ زدگي شود زيرا بايد پديده يخ‌زدگي در سنگدانه را نيز در نظر داشت[1].

تاثيرگذاري هوازايي بر بهبود پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن، علاوه بر مقدار هواي بتن، به فاصله 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 حباب‌هاي هوا به ترتيب زير باشد، مي‌توان آن را به عنوان ساختاري با مقاومت کافي در 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 واکنش‌هاي انبساط‌زا

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

6-5- نفوذپذيري

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

6-6- مقاومت در برابر يخ‌زداها

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

7 - تاثير مواد متشكله بتن بر عملكرد هوازاها

همانگونه كه وجود ماده افزودني هوازا روي نسبت اجزا و ويژگي‌هاي بتن تاثير مي‌گذارد، خواص و مقدار اجزاي تشكيل‌دهنده بتن نيز تاثير متقابل بر عملكرد هوازاها دارند.

7-1- سيمان

در محدوده مقادير متعارف سيمان و به ازاي درصد مصرف ثابت هوازا نسبت به سيمان، مقدار هواي ايجاد شده با 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 سيمان و 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 زياد است در مقايسه با سيمان نوع 1 با ريزي معمولي، ممکن است به دو برابر ماده افزودني هوازا نياز داشته باشد[1].

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

7-2- سنگدانه درشت

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

7-3- سنگدانه ريز

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

بخش‌‌هايي از سنگدانه ريز که از الک نمره 30 مي‌گذرند و روي الک نمره 100مي‌مانند (دانه‌هاي بين 150 تا 600 ميکرون)، نسبت به دانه‌هاي خيلي ريز يا درشت‌تر، حباب‌هاي هواي بيش‌تري را ايجاد مي‌کنند. اگر مقدار دانه‌هاي عبوري (گذرنده) از الک نمره 100 (کوچکتر از 150 ميکرون) زياد باشد، باعث کاهش بسيار زيادي در حباب‌هاي هوا خواهد شد. سنگدانه‌هاي ريز از منابع گوناگون، حتي اگر دانه‌بندي مشابهي داشته باشند، ممکن است مقادير متفاوتي حباب هوا ايجاد کنند. اين موضوع مي‌تواند ناشي از اختلاف در شکل و بافت سطحي دانه‌ها يا ناشي از آلودگي دانه‌ها با مقادير جزيي مواد آلي باشد[1].

7-4- آب اختلاط

افزايش آب اختلاط باعث مي‌شود که آب بيش‌تري براي تشکيل حباب‌هاي هوا در محيط موجود باشد و به همين دليل باعث افزايش مقدار هوا مي‌شود.

افزودن مقدار کمي ‌آب به بتني با اسلامپ پايين، که حاوي مقادير زيادي از مواد افزودني کاهنده آب و هوازا باشد، مي‌تواند مقدار هوا و اسلامپ بتن را به مقدار زيادي افزايش دهد. از سوي ديگر، افزودن آب به مخلوط‌هاي خيلي روان ( با اسلامپ 200 تا 250 ميليمتر ) ممکن است مقدار هواي بتن را کاهش دهد[1].

کيفيت آب اختلاط مصرفي نيز ممکن 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 مي‌تواند مشکل آفرين باشد[1]. تاثير مقدار قليايي‌ها بر هوازايي در بند 3-7-1 شرح داده شده است. آب‌هاي با سختي زياد در بيشتر موارد مقدار هواي بتن را کاهش مي‌دهند[1].

7-5- پوزولان‌ها و رنگدانه‌ها

وجود مصالح ريزدانه و ذرات کوچکتر از 20 ميکرون در مخلوط (صرف نظر از اين که پرکننده، پوزولان، يا رنگدانه باشد) موجب کاهش هواي بتن مي‌شود[2]. خاکستر بادي، مواد رنگي مانند دوده کربن يا ساير مواد خيلي ريز به ازاي مقدار معيني 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 مقادير زياد سرباره يا دوده سيليسي در بتن ممکن است مقدار افزودني مورد نياز را، براي دستيابي به يک مقدار معين هوا، تا دو برابر افزايش دهد[1].

7-6- افزودني‌هاي شيميايي

مواد افزودني کندگيرکننده و کاهنده‌هاي آب، با پايدار کردن حباب‌هاي هوا، بازدهي مواد افزودني هوازا را 50 تا 100 درصد افزايش مي‌دهند. بنابراين، وقتي از اين مواد استفاده مي‌شود معمولا 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 مقدار هواي ايجاد شده تاثير مي‌گذارد. به طور کلي هر چه اين افزودني‌ها ديرتر به مخلوط اضافه شوند مقدار هوا افزايش مي‌يابد.

کندگيرکننده‌ها ممکن است فاصله بين حفره‌هاي هواي بتن را افزايش دهند[1]. برخي از مواد افزودني 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 اختلاط اضافه شوند، ممکن است رسوب تشکيل دهند. اين رسوب بخشي از حبابهاي هواي مخلوط بتن را از بين خواهد برد اما اين امر هرگز به آن معني نيست که اگر مواد افزودني 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 بتن را افزايش يا کاهش دهند. فوق‌روان‌کننده‌هاي با پايه نفتالين به افزايش مقدار هوا گرايش دارند در حالي که فوق‌روان‌کننده‌هاي با پايه ملامين ممکن است مقدار هوا را کاهش دهند يا بر مقدار هوا اثر اندکي داشته باشند[1]. فراروان‌کننده‌ها عمدتا در مقادير مصرف زياد ممکن است هواي بتن را کاهش دهند.

فوق‌روان‌کننده‌ها با افزايش ابعاد کلي حفره‌هاي هواي ايجاد شده بر خصوصيات سيستم حفره‌هاي هواي بتن سخت شده تاثير مي‌گذارند. اين موضوع منجر به افزايش ضريب فاصله به مقاديري بيش ازحد متعارف مي‌شود که گاه بزرگتر از فاصله‌اي است که براي پايايي (دوام) در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن مطلوب شمرده مي‌شود (بخش 3-6-3). با اين همه، آزمايش‌هاي انجام شده روي بتن‌هاي هوازايي‌شده حاوي فوق‌روان‌کننده با ضرايب فاصله قدري بزرگ‌تر نشان 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 فوق‌روان کننده باشد[5].

شتاب‌دهنده‌هاي (تسريع‌کننده‌هاي) غيرکلريدي بسته به ساختار شيميايي‌ خود ممکن است مقدار هوا را افزايش 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 عوامل مهم و تاثيرگذار بر عملكرد افزودني‌هاي هوازا هستند.

8-1- اختلاط 

نحوه اختلاط يکي از مهم‌ترين عوامل موثر بر توليد حباب‌هاي هوا در بتن است. مقدار حبابهاي هوا بر حسب نوع 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 مخلوط‌کن يا روي تيغه‌هاي آن انباشته شود مقدار حباب‌هاي هوا در يک مخلوط مشخص به نحو چشمگيري کاهش مي‌يابد. به علت وجود اختلاف در زمان و نحوه اختلاط، ممکن است مقادير حباب‌هاي هواي بتن‌هاي ساخته شده در مخلوط‌کن‌هاي ثابت در مقايسه با بتن‌هاي ساخته شده در مخلوط‌کن‌هاي متحرک به نحوه چشمگيري تفاوت داشته باشند. وقتي حجم پيمانه بتن به نحو چشمگيري با ظرفيت اسمي ‌مخلوط‌کن تفاوت داشته باشد، ممکن است مقدار هوا افزايش يا کاهش يابد. در مخلوط‌کن‌هاي بزرگ چنانچه حجم پيمانه بتن خيلي کوچک باشد حباب 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 تا حدود 20 دور درر دقيقه، مقدار هواي بيش‌تري ايجاد مي‌شود و با افزايش سرعت اختلاط به بيش از 20 دور در دقيقه مقدار هواي ايجاد شده کاهش مي‌يابد. زمان و سرعت اختلاط، در مخلوط‌هاي گوناگون تاثير متفاوتي بر مقدار هوا مي‌گذارد. در هنگام اختلاط با برخي مخلوط‌کن‌ها و انواع خاصي از تجهيزات اختلاط، مقادير چشمگيري از هوا ممکن است هدر رود[1].

8-2- دماي بتن

دماي بتن بر مقدار هواي 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 هواي گرم مهم است. کاهش مقدار هوا را در صورت نياز مي‌توان با افزايش مقدار ماده افزودني هوازا جبران کرد. در بتن ريزي در هواي سرد ماده افزودني هوازا ممکن است مقداري 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 مخلوط اضافه شوند. اگر چه افزايش دماي بتن در حين اختلاط عموماً حجم هوا را کاهش مي‌دهد ولي ضريب فاصله و سطح ويژه حباب‌هاي هوا تحت تاثير زيادي قرار نمي‌گيرند[1].

8-3- انتقال و جابه جا کردن

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

8-4- ارتعاش و لرزاندن بتن

ارتعاش و لرزاندن بتن موجب کاهش چشمگيري در مقدار هوا خواهد شد و بايد از ارتعاش طولاني مدت بتن هوازايي‌شده پرهيز کرد. هر چه اسلامپ زيادتر، مقدار هواي اوليه بيش‌تر، و مدت زمان ارتعاش طولاني‌تر باشد، درصد کاهش مقدار هوا حين ارتعاش زيادتر مي‌شود[1]. چنانچه لرزاندن به درستي انجام گيرد، مقدار کمي ‌از حباب‌هاي هوايي که عمداً ايجاد شده‌اند، 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[40] بيش‌تر از ارتعاشگرهاي بيروني[41] مقدار هوا را کاهش مي‌دهند. مقدار از دست دادن هوا ناشي از ارتعاش با کاهش حجم بتن يا با افزايش بسامد[42] ارتعاش، افزايش مي‌يابد. بسامدهاي ارتعاش پايين‌تر (حدود 8000 دور در دقيقه) نسبت به بسامدهاي بالاتر (حدود 14000 دور در دقيقه)، بر ضرايب فاصله و مقدار هواي بتن تاثير کم‌تري دارند. بسامدهاي بالا، پس از 20 ثانيه ارتعاش، مي‌توانند به نحو چشمگيري ضرايب فاصله را افزايش و مقادير هوا را کاهش دهند[1].

8-5- اسلامپ

به ازاي مقدار ثابت از 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 و اختلاط را آسان‌تر و امکان تشکيل حباب‌هاي هوا را بيش‌‌تر مي‌کند. در بتن‌هاي با رواني‌هاي زياد، احتمال پرشدن فضاي خالي بين دانه‌ها بزرگتر با دانه‌هاي ريزتر بيش‌تر مي‌شود و اين موضوع مي‌تواند به رانده شدن و از بين رفتن حباب‌هاي هوا منجر شود (بيانجامد).

افزودن هر 5 ليتر آب در 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 بتن را تقريباً نيم تا يک درصد افزايش مي‌دهد[1]. اين مقادير تقريبي تا حدود زيادي به دماي بتن، اسلامپ، نوع و مقدار سيمان و ماده افزودني 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 بتن را کاهش دهد و سطح بتن را مستعد پوسته شدن ‌کند. پرداخت بيش از اندازه نيز مي‌تواند باعث کاهش هواي ايجاد شده در سطح بتن شود[1].

9 - رهنمودهاي كاربردي

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

اگرچه راهنمايي‌هاي بسيار سودمندي در آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران براي كاربرد افزودني‌هاي شيميايي وجود دارد ولي اغلب آنها براي شرايط استاندارد و آزمايشگاهي در نظر گرفته شده‌اند. بنابراين بهتر است ضمن پيروي از آنها اقدام به انجام آزمايش‌هاي كارگاهي[43] نزديك به شرايط واقعي كاربردي در كارگاه كرد.

از به کاربردن افزودني‌هاي هوازا به شکل پودر بايد پرهيز شود. اين افزودني‌ها بايستي به صورت محلول به مخلوط بتن افزوده شوند.

از آنجا که عملکرد افزودني‌هاي هوازا به نوع و شدت اختلاط بستگي دارد، بايد آنها را در ايستگاه بتن‌ساز و در هنگام اختلاط به بتن اضافه کرد و افزودن آنها در پاي کار به داخل ديگ کاميون مخلوط‌کن کارآمد نيست و توصيه نمي‌شود.

براي نحوه نگهداري و انبارکردن افزودني‌هاي هوازا به بخش اول مراجعه شود.

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

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

آموزش کاربران و آگاه کردن آنان 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 انتخاب افزودني هوازا، علاوه بر موارد گفته شده در بندهاي 7 و 8  بخش اول، لازم است موارد زير نيز در نظر گرفته شوند.

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

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

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

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

11 - كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابت بودن يك افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شود و برابري آن با آزمايش‌هاي اوليه به اثبات برسد. آزمون‌هاي لازم براي شناسايي و تاييد افزودني‌ها 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 كارگاه را تاييد يا رد كرد.

 

 

 

لزوم بکارگیری 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 در حاشیه خلیج فارس

- نقش مواد افزودنی در بتن های حاشیه خلیج فارس

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

- نقش مواد دیرگیرکننده در بتن های حاشیه خلیج فارس

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

- نقش مواد بازدارنده خوردگی در بتن های حاشیه خلیج فارس

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

- نقش مواد حفاظت کننده سطحی در سازه های بتنی حاشیه خلیج فارس

مقدمه

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

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

- وجود مشکل خوردگی میلگردهای بتن در حاشیه خلیج فارس

- عدم امکان ساخت بتن مطلوب بدون مصرف افزودنی های مختلف و ضروری

- وجود مشکلات اجرایی منجمله گرمی هوا

- عدم امکان رفع مشکلات اجرایی بدون مصرف افزودنی های لازم

- 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 زیر باشد:

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

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

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

- دانه بندی مصالح سنگی: بافت دانه بندی متوسط تا نسبتا ریز

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

- کیفیت آب: محدودیت مواد زیان آور بویژه یون کلرید

- نسبت های اختلاط: محدودیت حداکثر نسبت آب به سیمان (45/0 و 4/0)، محدودیت حداقل و حداکثر عیار سیمان (حداقل 350 طبق آبا و 325 تا 375 طبق آیین نامه پایایی)

- کارآیی: نیاز به روانی 75 تا 150 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 آوری مناسب و ترجیحا با رطوبت رسانی به مدت کافی

- دما در هنگام ریختن: حداکثر 30 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 در آیین نامه پایایی

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

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

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

- مقاومت ویژه الکتریکی 28 روزه: 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):

حداکثر 25/0 تا 5/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 10 دقیقه اول)

حداکثر 15/0 تا 3/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در 30 دقیقه)

حداکثر 1/0 تا 2/0 میلیمتر بر مترمربع در ثانیه (در یک ساعت)

حداکثر 075/0 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 در بتن: 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 در حاشیه خلیج فارس

با توجه به ویژگی های بتن مطلوب نمی توان از بتن های آماده 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 در حد 20 و 25 مگاپاسکال (25 و 30 مکعبی)

- استفاده از سنگدانه با حداکثر اندازه اسمی 25 میلیمتر 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 به علت کارآیی کم

- حمل در فواصل طولانی در هوای گرم بدون توجه به زمان گیرش 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 استوانه ای 30 تا 40 مگاپاسکال (35 تا 45 مکعبی)

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

- استفاده از شن نیمه شکسته یا شکسته و ترجیحا ماسه گردگوشه

- رعایت نسبت آب به سیمان 4/0 یا 45/0

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

- رعایت محدودیت های عیار سیمان بویژه حداکثر عیار سیمان

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

- توجه به حداکثر دمای مجاز در هنگام ریختن بتن و مسلما 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 به افزودنی های مختلفی احساس می شود.

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

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

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

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

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

- بکارگیری دوده سیلیسی نیازمند بکارگیری فوق روان کننده بیشتری می باشد.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

- مواد روان کننده می تواند در یک زمان به کاهش نسبت آب 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 ساحل یا در منطقه جزر و مد و یا بالای سطح آب بدون میکروسیلیس

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

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

- در این مثال ها که نسبتا واقعی هستند نشان داده می شود 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 نامه پایایی 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 قرن سابقه دارند. این مواد معمولاً به صورت لیگنوسولفونات ها در بازار ایران وجود دارد.

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

- روان­کننده­های معمولی حداکثر می توانند 12درصد از آب 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 حبابزایی داشته باشند.

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

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

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

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

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

- با افزودن برخی افزونه ها به مواد روان­کننده معمولی 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 از آب بتن را با حداقل میزان مصرف پیشنهادی کاهش دهند.

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

- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده از جمله فوق روان­کننده­های 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 در حدود 33 تا 37 درصد وزن مایع می باشد و در این حالت چگالی آن بین 16/1 تا 18/1 کیلوگرم بر لیتر است.

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

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

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

- قیمت فوق روان­کننده نفتالینی با غلظت متعارف و بسته به میزان کندگیری یا حفظ روانی بین 950 تا 1150 تومان به ازای هر کیلو می باشد.

- با افزودن برخی مواد به فوق روان­کننده نفتالینی می توان 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 ملامینی شناخته 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 بین 20 تا 35 درصد وزنی مایع آن می باشد و چگالی آن بین08/1 تا 12/1 می باشد.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

- چگالی پلی کربوکسیلات ها بین 05/1 تا 1/1 کیلوگرم بر لیتر می باشد.

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

- آکریلات ها بصورت مایع شیری رنگ هستند.

نقش مواد دیرگیرکننده (Retarders) در بتن های حاشیه خلیج فارس

- این مواد مجازند زمان گیرش بتن را به میزان حداکثر 4ساعت به تاخیر اندازند.

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

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

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

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

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

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

پوزولان ها

- پوزولان ها با آهک هیدراته (هیدروکسید کلسیم) ترکیب می شوند و ماده پرکننده و چسباننده بوجود می آورند که نفوذپذیری را کم کرده و pH خمیر سیمان را نیز کاهش می دهند. اغلب پوزولان ها دوام در برابر سولفات ها را بهبود می بخشند.

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

- پوزولان های طبیعی ایران عمدتا بصورت توف ها یا خاکسترهای آتشفشانی در تولید سیمان بکار می روند و کمتر بصورت افزودنی در بتن استفاده می شود. سیمان های پرتلند پوزولانی ایران حاوی حداکثر 15 درصد از این نوع پوزولان ها می باشند.

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

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

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

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

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

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

- دوده سیلیسی در سه کارخانه در ایران تولید می شود اما خاکستر بادی مصرفی از خارج وارد می گردد و بیشترین مصرف آنها در حاشیه خلیج فارس می باشد.

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

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

- ذرات میکروسیلیس معمولا در محدوده 05/0 تا 2/0 میکرون می باشد و سطح ویژه آن بین 13 تا 30 مترمربع در هر گرم می باشد (ریزی سیمان 3/0 مترمربع در هر گرم).

- واکنش دوده سیلیسی با آهک خمیر سیمان سریع تر از سایر پوزولان های طبیعی و مصنوعی است. بنابراین دیرگیری در بتن حاوی دوده سیلیسی عملا 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 میکروسیلیس دار بیشتر می شود و نیاز به حفاظت رطوبتی بیشتری دارد.

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

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

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

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

- امکان بکارگیری میکروسیلیس بدون فوق روان کننده امکان پذیر نیست.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

- سطح ویژه خاکستر بادی معمولی بین 4/0 تا 7/0 مترمربع 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 افزودنی بکار می رود.

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

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

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

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

- قیمت هر کیلو خاکستر بادی معمولی در مبدا 30 تا 60 تومان و در حاشیه خلیج فارس 80 تا 120 تومان می باشد. خاکستر بادی خیلی ریز کیلویی 100 تا 120 تومان در مبدا و در جنوب ایران 200 تا 250 تومان تمام می شود.

روباره ها (سرباره ها)

- سرباره های اغلب 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 می شود.

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

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

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

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

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

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

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

- مصرف آب در بتن حاوی سرباره چندان دستخوش تغییر نمی گردد.

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

نقش مواد بازدارنده خوردگی میلگردها در بتن های حاشیه خلیج فارس

Corrosion Inhibitators, Anti-Corrosion Agents

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

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

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

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

- محلول نیتریت کلسیم با چگالی 24/1 کیلوگرم در لیتر به میزان 10 – 15 کیلوگرم در مترمکعب بتن بکار می رود ( 3 تا 5/3 درصد وزن سیمان).

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

- ممکن است مصرف نیتریت کلسیم به 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 این مواد اطلاع کافی در دست نیست و تحقیقات خاصی در ایران در این باره انجام نشده است.

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

نقش حفاظت سطحی بتن در حاشیه خلیج فارس

- کیفیت سطحی بتن در مسائل دوام به ویژه در مورد نفوذ یون کلرید و رطوبت و اکسیژن و در نتیجه خوردگی اهمیت زیادی دارد.

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

·         اندودهای سطحی Renderings

·         پوشش ها و درزگیرها Coating and Sealers

·         پرکننده های منافذ Pore Blockers

·         نفوذگرها Penetrants

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

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

·         پایداری در برابر عوامل شیمیایی، سایش و اتصال به بتن

·         سهولت اجرا، ظاهر مناسب و قابلیت پل زدن روی ترک ها

- در موفقیت هر نوع حفاظت و پوشش عوامل زیر دخیل هستند.

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

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

·         دقت در اجرا و شرایط لازم در اعمال هر نوع پوشش

·         دما و رطوبت و شرایط هوا در هنگام اعمال پوشش

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

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

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

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

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

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

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

- ضخامت پوشش نهایی معمولاً بین 100 تا 300 میکرون است.

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

- انواع معروف پوشش های سطحی عبارتند از

·         اپوکسی ها (محلول در آب یا غیر محلول در آب)

·         پلی استرها

·         اکریلیک ها

·         پلی اورتان ها

·         بوتادین ها

·         قیر و قطران

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

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

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

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

- قیرهای نفتی و قطران زغال سنگ از پست ترین پوشش ها هستند. در برابر نور ماوراء بنفش و تابش آفتاب پایایی ندارند و 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 زیر سطح زمین استفاده می شود.

- پرکننده های منافذ، موادی است که بر سطح بتن اعمال می شود و به داخل منافذ و حفرات ریز بتن و خمیر سیمان نفوذ می کند و آن را پر می نماید و یا در این مرحله با اجزاء خمیر سیمان (مانند آهک) واکنش می دهد و ماده غیر محلول و چسبنده و پرکننده تولید می کند. این مواد در یک یا دو دست 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 به سطح پاشیده یا مالیده      می شود. به هر حال سطح باید تمیز و عاری از چربی و گرد و خاک باشد.

- نفوذگرها موادی هستند که به صورت مایع با لزجت کم به سطح بتن پاشیده یا مالیده می شوند و به درون منافذ و حفرات ریز نفوذ می نمایند اما آن را پر نمی کنند بلکه با تعویض جهت کشش سطحی حفرات موئینه، رطوبت را از درون به بیرون رانده و رطوبت و گازهای زیان آور نمی تواند به درون 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 از یک ماه و سپری شدن دوران عمل آوری روی سطح بتن اعمال        می کنند.

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

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

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