روان کننده بتن-تولید روان و فوق روان کننده بتن

خواص و معایب روان کننده و فوق روان کننده بتن

روان کننده بتن-تولید روان و فوق روان کننده بتن

امروزه افزودنی های بتن  ( از جمله روان کننده ها و فوق روان کننده های بتن ) نقش انکار ناپذیری در زمینه اجرا و دوام بتن و سازه های بتنی ایفا می کننده از جمله این افزودنی های بتن ، افزودنی فوق روان کننده بتن می باشد. این نوع افزودنی ها دارای انواع مختلفی می باشد که می تواند در موقعیت های اجرایی مختلف به کارگیرفته شود. از جمله این موارد می توان به اجرای بتن های حجیم، بتن های با نفوذ پذیری پایین ، بتن های با مقاومت بالا ، بتن های با تراکم آرماتور زیاد، بتن های در معرض سایش، بتن های آب بند ، بتن های در معرض خوردگی و ... می باشد. در متن زیر به شرح انواع افزودنی روان کننده بتن ، روش و میزان مصرف ، استاندارد ،محل مصرف ، سیستم عملکرد ، شیوه نگهداری و ... پرداخته شده است.

شما می توانید برای اخذ مشاوره در خصوص افزودنی فوق روان کننده بتن ، استعلام قیمت روانساز بتن ، دریافت مشخصات فنی و نیز در صورت نیاز ثبت سفارش خرید افزودنی کاهنده آب بتن با بخش بازرگانی و فروش کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( 44618462-44618379 - 09120916271 ) تماس حاصل نماید.

 

 

افزودنی روان کننده بتن یا کاهنده آب بتن

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

 راهكار رايج‌‌، اقتصادي‌ و آسان براي حل اين معضلات، استفاده از افزودني‌هاي كاهنده آب است كه از دهه 1930 ميلادي به كار گرفته شده‌اند.

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

2-1 – تعريف

افزودني‌هاي كاهنده آب^[2] مواد آلي و يا تركيبي از مواد آلي و معدني هستند كه براي افزايش رواني بتن در مقدار آب معين، يا كاهش مقدار آب مصرفي با حفظ رواني، و يا هر دو به كار مي‌روند.

برخي از اين افزودني‌ها ممكن است داراي تاثيرات جانبي كُندگيري، زودگيري، زود سخت‌كنندگي يا هوازايي در بتن باشند كه در هنگام مصرف بايستي در نظر گرفته شوند. تركيبات و فرآيندهاي مختلفي براي توليد كاهنده‌هاي آب به كار مي‌روند كه مي‌توانند منجر به خواص جانبي گوناگون ‌شوند. با اصلاح ساختار برخي از افزودني‌هاي كاهنده آب كه داراي اثر كندگيري هستند، مي‌توان آنها را به كاهنده‌هاي آب خنثي يا حتي زودگير تبديل كرد يا اثر هوازايي آنها را به غير هوازايي و در مواردي حتي هوازدايي (كاهش مقدار هوا) تغيير داد.

2-2 – دسته‌بندي

افزودني‌هاي كاهنده آب به سه گروه اصلي و هر گروه نيز بسته به خواص جانبي خود به دسته‌هاي ديگري تقسيم مي‌شوند.

2-2-1 – روان‌كننده‌ها

روان‌کننده‌ها^[3] كه نخستين گروه كاهنده‌هاي آب هستند و كاربرد آنها از دهه 1930 ميلادي آغاز شده است^[2]، بسته به خواص جانبي خود و بر اساس استاندارد ASTM C494 به دسته‌هاي زير تقسيم مي‌شوند:

• روان‌كننده (كاهنده آب) معمولي (Type A)

• روان‌كننده (كاهنده آب) كندگير (Type D)

• روان‌كننده (كاهنده آب) زودگير (Type E)

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

 2-2-2 – فوق ‌روان‌كننده‌ها

فوق‌روان‌کننده‌‌ها^[4] كه دومين گروه كاهنده‌هاي آب هستند و از دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفته‌اند با عنوان بساكاهنده‌هاي آب^[5] شناخته مي‌شوند. فوق‌روان‌كننده‌ها بر اساس استانداردهاي ASTM C494 & C1017  به دو دسته زير تقسيم مي‌شوند: 

• فوق روان‌كننده معمولي (ASTM C494: Type F)^[6]

• فوق روان‌كننده كندگير (ASTM C494: Type G)^[7]     

اين افزودني‌ها در مقادير مصرف متعارف، مقدار آب اختلاط بتن را 12 تا 25 درصد كاهش مي‌دهند و نسبت به روان‌كننده‌ها تاثيرات جانبي كمتري دارند ولي برخي از آنها در مقادير مصرف بيش از اندازه^[8] موجب كندگيري يا هوازايي مي‌شوند. عموما فوق روان‌كننده‌ها در مقادير مصرف خيلي كم، رواني كمتري نسبت به روان‌كننده‌ها (در مقدار مصرف يكسان) ايجاد مي‌كنند.

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

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

2-2-3 – فراروان‌كننده‌ها (Ultra high range water reducers)

اين افزودني‌ها كه سومين گروه كاهنده‌هاي آب هستند از دهه‌ي 1990 ميلادي مورد استفاده قرار گرفته‌اند و با نام‌هاي فوق روان‌كننده توانمند^[9] يا ابرروان‌كننده نيز شناخته مي‌شوند. هرچند اين افزودني‌ها ويژگي‌هاي منحصر به فردي نسبت به فوق روان‌كننده‌ها دارند ولي در حال حاضر در همان دسته‌بندي فوق ‌روان‌كننده‌ها يعني ASTM C494: Type F & G و ASTM C1017: Type I & II جاي مي‌گيرند.

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

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

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

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

2-3 – مكانيزم عملكرد كاهنده‌هاي آب

كاهنده‌هاي آب از نوع افزودني‌هاي با عملكرد فيزيكي هستند و تاثيري مستقيمي بر فرآيند آبگيري سيمان ندارند. بخش اصلي افزودني‌هاي كاهنده‌ي آب، عوامل اثركننده بر سطح هستند. عوامل اثركننده بر سطح^[10] موادي هستند كه در سطح مشترك بين دو فاز آميخته نشدني متمركز مي‌شوند و نيروهاي فيزيكي شيميايي موثر بر اين سطح را تغيير مي‌دهند. در مخلوطي كه از مواد كاهنده آب استفاده نشود، ذرات سيمان به يكديگر مي‌چسبند و لخته مي‌شوند. مكانيزم كلي عملكرد اين افزودني‌ها، كاهش نيروهاي جاذبه بين ذرات و كمك به جدايش و بهبود پخش‌شوندگي دانه‌هاي سيمان از يكديگر است. اين مكانيزم علاوه بر فراهم كردن حركت آزادانه ذرات سيمان به دليل جدايش آنها از يكديگر، آب محبوس در لخته‌هاي سيماني را نيز آزاد و صرف بهبود رواني مخلوط بتن مي‌كند.

روان‌كننده‌ها به يكي از شيوه‌‌هاي زير نيروي جاذبه بين ذرات سيمان را كاهش مي‌دهند و به پراكنده‌شدن آنها كمك مي‌كنند^[7]:

• كاهش كشش بين سطحي

• جذب چندلايه‌اي مولكول‌هاي آلي

• افزايش پتانسيل الكتروسينماتيكي

• ايجاد لايه‌اي از مولكول‌هاي آب احاطه‌كننده ذرات

• تغيير در ساختار تركيبات هيدراته شده سيمان

مكانيزم كلي عملكرد فوق‌روان‌كننده‌ها، جدايش و پراكندن دانه‌هاي سيمان از يكديگر به كمك نيروهاي دافعه^[11] ناشي از بارهاي الكتروستاتيكي است^[3]. در بتن و ملات، دانه‌هاي سيمان و سنگدانه در اثر تركيب با آب داراي بار سطحي الكتروستاتيكي مي‌شوند، ذرات سيمان در اين حالت تمايل دارند كه به يكديگر بچسبند^[2]. فوق‌روان كننده‌ها در زمان اختلاط، جذب سطح دانه‌هاي سيمان مي‌شوند و به آنها بار منفي مي‌دهند كه منجر به ايجاد نيروي دافعه بين ذرات سيمان و پراكندن آنها مي‌شوند. اين اثر به نام "پخش‌كنندگي"^[12] شناخته مي‌شود. مكانيزم پخش‌كنندگي الكتروستاتيكي علاوه بر پخش كردن دانه‌هاي سيمان، آب محبوس در لخته‌هاي سيماني را نيز آزاد و صرف بهبود رواني مخلوط بتن مي‌كند ^[4].

 

فراروان‌كننده‌ها با توجه به ساختار مولكولي و با استفاده از همان اصل بارهاي الكتروستاتيكي نه تنها ذرات سيمان را بهتر از روان‌كننده‌ها و فوق‌روان‌كننده‌ها پخش مي‌كنند (تاثير اوليه) بلكه به دليل داشتن شاخه‌هاي جانبي در زنجيره مولكولي، از جذب شدن ذرات سيمان پخش شده نيز ممانعت به عمل مي‌آورند (تاثير ثانويه). تاثير ثانويه فراروان‌كننده‌ها در اصطلاح شيميايي "ممانعت فضايي"^[13] ناميده مي‌شود^[3] كه به دليل ساختار و آرايش مولكول‌ها يا اتم‌هاي مجاور يكديگر ايجاد مي‌شود^[5].

2-4 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

تركيبات موادي كه بعنوان كاهنده آب به‌كار مي‌روند، 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.

2-4-1 – روان‌كننده‌ها

گستره‌ي وسيعي از مواد روان‌كننده با ويژگي‌ها و خواص جانبي گوناگون توليد و ارايه مي‌شوند كه بخش اصلي مواد تشكيل‌دهنده آنها عبارتند از^{[2], [6], [7]}:

• مشتقات و تركيبات اسيد ليگنوسولفونيك و نمك‌هاي آنها (ليگنوسولفونات‌ها^[14]).

• مشتقات و تركيبات اسيد هيدروكسي كربوكسيليك^[15] و نمك‌هاي آنها.
• پليمرهاي هيدروكسيل‌دار^[16]
• مواد غير يوني اثركننده بر سطح

2-4-2 – فوق‌روان‌كننده‌ها

بخش اصلي مواد تشكيل دهنده فوق روان‌كننده عبارتند از ^{[2], [6], [7]}:

• ليگنوسولفونات‌هاي اصلاح‌شده^[17]

• نمك‌هاي تغليظ شده  ملامين سولفونات (ملامين فرم‌آلدهيد سولفوناته^[18]).
• نمك‌هاي اسيد نفتالين سولفونيك تغليظ شده با وزن ملكولي بالا (نفتالين فرم‌آلدهيد سولفوناته^[19]).
• ساير پليمرهاي مصنوعي مانند پلي‌استايرن سولفوناته^[20]، پليمرهاي هيدروكسيل‌دار، و برخي از كوپليمرهاي محلول در آب^[21]، يا تركيبي از آنها.

2-4-3 – فراروان‌كننده‌ها

فراروان‌كننده‌ها عمدتا بر پايه پليمرهای مصنوعي زير هستند:

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

2-5 – كاربرد

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

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

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

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

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

2-6 – تاثير كاهنده‌هاي آب بر ويژگی‌های بتن تازه

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

2-6-1 - زمان گيرش

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

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

2-6-2 - هوازايي

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

افزودني‌هاي كاهنده آب در بتن‌هاي هوازايي شده، پايداري حباب‌هاي هوا را بهبود مي‌بخشند و ميزان تاثير و راندمان افزودني‌هاي هوازا را افزايش مي‌دهند^[2].

2-6-3 - كارآيي

كارآيي^[22] خصوصيتي از بتن يا ملات تازه است كه آساني يا دشواري اختلاط، ريختن، تراكم و پرداخت كردن آن را بيان مي‌كند^[11]. موضوع كارآيي همواره در بتن‌ريزي‌ها مطرح مي‌شود ولي در حال حاضر ابزار مناسبي براي سنجش كارآيي در كارگاه‌ها وجود ندارد. معمولاً رواني بتن كه به وسيله آزمايش اسلامپ اندازه‌گيري مي‌شود ملاكي براي توصيف كارآيي بتن به شمار مي‌آيد در حالي كه ممكن است دو نمونه با رواني يكسان، داراي كارايي متفاوتي باشند. بتن‌هاي محتوي افزودني‌هاي كاهنده آب معمولاً كارآيي بهتري از خود نشان مي‌دهند و ميل به قالب پذيري و پرداخت سطح آنهـا بهتر از بتن‌هاي با رواني مشابه ولي بدون افزودني است. اين موضوع به ويژه در مورد بتن‌هاي سفت (با اسلامپ خيلي كم) نمايان‌تر است.

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

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

 2-6-4 - آب انداختگي

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

2-6-5 - روند افت رواني (اسلامپ)

روند افت رواني^[23] كه بيانگر مقدار كاهش رواني در واحد زمان است، در بتن داراي كاهنده آب بيشتر از بتن شاهد (با اسلامپ اوليه يكسان) است. بتن‌هاي حاوي فوق‌روان‌كننده در مقايسه با بتن‌هاي حاوي روان‌كننده كه اسلامپ اوليه يكساني داشته باشند از روند افت رواني بيشتري برخوردارند. فراروان‌كننده‌ها اگرچه نسبت به بتن شاهد روند افت رواني بيشتري دارند ولي نسبت به فوق‌روان‌كننده‌ها از توان حفظ رواني (اسلامپ) بيشتري برخوردارند.

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

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

 2-6-6 - پرداخت پذيري

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

2-6-7 – تراكم‌پذيري

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

2-7 - تاثير بر ويژگي‌های بتن سخت شده

2-7-1 - مقاومت

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

نكته 2-6- تاثير كاهنده‌هاي آب بر مقاومت بتن صرفاً به دليل تاثيرات آنها بر بتن تازه در زمان‌هاي اوليه است و نه فعال بودن آنها در بتن سخت شده.

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

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

2-7-2 – جمع‌شدگي (تكيدگي) و خزش

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

2-7-3 – دوام (پايايي)

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

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

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

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

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

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

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

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

2-9 - تاثير عوامل محيطی و اجرايي

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

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

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

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

2-10 - رهنمودهای اجرايي در كارگاه

افزودني‌هاي كاهنده آب 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 از  آن تهيه و سپس مصرف شوند.

چگالي افزودني‌هاي ارسالي مايع و يا آنهايي كه در كارگاه به مايع تبديل شده‌اند بايستي براساس معيار و استانداردي كه توليد كننده 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 بايستي در دماي استاندارد انجام و نتايج آن بعنوان بخشي از عمل كنترل كيفيت براي آينده ثبت و نگهداري گردد.

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

افزودني‌های كاهنده آب را نبايد به سيمان خشك اضافه كرد، بهتر است آنها را بعد از افزودن بخشي از آب اختلاط (به همراه آب تنظيم^[24]) به بتن اضافه كرد.

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

2-11 - 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 كاهنده آب در طرح اختلاط بتن تغيير‌كنند عبارتند از: مقدار هوا، رواني، آب انداختگي، جداشدگي، زمان و روند گيرش، و مقاومت‌هاي مکانيکي.

قبل از شروع كار اصلي بهتر است تعداد كافي طرح اختلاط در آزمايشگاه كارگاه، تهيه و آزمايش گردد و با ثبت و مقايسه 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 آنها در شرايط استاندارد و آزمايشگاهي كنترل شده  نتيجه گيري شده‌اند. بنابراين بهتر است ضمن پيروي از آنها اقدام به انجام آزمايش‌هاي كارگاهي نزديك به شرايط واقعي كاربردي در كارگاه كرد.

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

با توجه به اينكه اغلب افزودني‌هاي كاهنده آب، مواد محلول در آب هستند لازم است در هنگام محاسبه 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 آنها 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 توليدكننده آن ضروري است. اختلاط دو يا چند افزودني با هم مجاز نمي‌باشد مگر اينكه سازگاري آنها با يكديگر قبلاً توسط توليدكننده بلامانع اعلام شود، در غير اين صورت بايستي افزودني‌ها به طور جداگانه پيمانه و به مخلوط اضافه گردند. مثلاً ممكن است يك روان‌كننده با يك هوازا با هم سازگاري نداشته باشند و هركدام در مخازن جداگانه نگهداري و با فاصله زماني مناسب وارد مخلوط كن بتن شوند.

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

2-12 - ارزيابي و انتخاب كاهنده آب

عملكرد افزودني‌ها از هر نوع و طبقه با يكي از شيوه‌هاي زير بررسي مي‌شوند. اين شيوه‌ها ممكن است به تنهايي و يا تواماً  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 كارگاهي انجام شده باشد. در اين روش بايستي 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.

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

با استفاده از روشهاي فوق محدوده 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 مقادير مصرف باشد در اختيار مصرف كننده قرار گيرد. بديهي است كه نتايج تاثير يك افزودني معين بر روي انواع سيمان، مقدار سيمان، نوع سنگدانه‌ها، شرايط آب و هوا و شرايط ساخت بتن متفاوت است ولي محدوده تعيين شده از سوي توليدكننده مي‌تواند ملاك سنجش در هر كارگاهي قرارگيرد.

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

براي توليد بتن‌هايی با مقاومت زياد ( بيشتر از PSI 6000  يا MPa 41 ) مي‌توان از فوق روان‌کننده و يا فراروان‌كننده با خاصيت كندگيری در مقادير زيادتر استفاده نمود كه هم باعث كاهش بيشتر آب مي‌گردد و هم تاخيري كه 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. استفاده از روان‌كننده  كندگير در مقادير زياد ممكن است گيرش بتن را دچار مشكل نمايد بتن‌هاي حاوي افزودني زودگير كننده، سريعتر به مقاومت‌هاي  اوليه دست پيدا مي‌‌كنند ولي مقاومت‌هاي دراز مدت آنها از رشد كمتري برخوردار است.

در طراحي بتن‌هاي توانمند استفاده از فوق‌روان‌كننده‌ها و فرا روان‌کننده‌ها پيشنهاد مي‌گردد كه مي‌توان آنها را  در مقادير زيادتر و بدون تاثيرات جانبي نامطلوب مصرف نمود ولي بدليل افت سريع كارآيي در اين گونه بتن‌ها همواره توصيه مي‌شود كه اين افزودني‌ها در محل مصرف  به بتن اضافه گردند.

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

 

 2-13 - 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 به اثبات برسد. آزمونهاي 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 كرد.

2-14 - مراجع

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

 

 

 

افزودنی های بتن

در حال حاضر در سطح دنیا افزودنی های بتن بخشی غیر قابل جایگزین از طرح های اختلاط  بتن های پر مقاومت و با دوام شناخته می شوند. افزودنی های بتن دارای انواع مختلفی می باشند که هر کی بسته به نیاز های پروزه و خصوصیات مورد نظر در بتن مورد استفاده قرار می گیرند.

پیشرفت‌هایی که طی چند دهه اخیر در فناوری بتن بوجود آمده است، بی‌تردید با پیدایش افزودنی‌ها، کاربرد آنها و نوآوری‌های بسیار در این گستره ارتباط دارد. ریشه این پیوند را می‌توان در دستیابی به برتری‌های فنی در خواص و مشخصات بتن، تسهیل در اجرای آن و صرفه‌جویی در انرژی، نیروی کار و ... شناسایی کرد.

کشف، تولید و مصرف مواد افزودنی در بتن، محصول نیازهای فنی و اجرایی است. زیرا کاربرد این مواد به دلیل ساختارهای شیمیایی متفاوت و متنوعی که دارند، علاوه بر تأمین تسهیلات اجرایی در کارهای بتنی موجب دستیابی به برتری‌ها و امتیازات فنی جدیدی در خواص اصلی بتن تازه و سخت شده می‌شوند که حصول آنها از طریق روشهای معمول و متداول طرح و اجرای بتن امکان‌پذیر نبوده و اگر باشد، از نظر اقتصادی به صرفه نیست.

اندیشه تحقیق و مطالعه درباره افزودنی‌ها، بعد از کشف و تولید صنعتی سیمان در نیمه دوم قرن نوزدهم و شناخت ترکیبات و فرایند هیدراسیون سیمان، ابتدا در مراکز علمی، پژوهشی مورد بررسی قرار گرفت و بتدریج کاربرد آنها در عملیات اجرایی رواج یافت.

افزودنی‌های شیمیایی متداول مصرفی در بتن، شامل روان‌کننده‌ها، زودگیرکننده‌ها، دیرگیرکننده‌ها و حباب‌هواسازها در نخستین سالهای دهه سوم قرن بیستم اختراع شدند. قدیمی‌ترین مأخذ علمی و فنی معتبر نشان می‌دهد که روان‌کننده‌ها بر پایه نفتالین‌فرمالدئیدسولفونات، اولین ترکیب آلی است که در سال 1932 توسط یک شرکت آمریکایی اختراع و ثبت شد و در طول سالهای 40-1930، مصرف روان‌کننده‌های دیگر که اساس آنها لیگنوسولفونات‌ها بودند رواج یافت و در حدود سالهای 1950 به بعد مشتقات آلی دیگری نظیر هیدروکسی‌کربوکسیلیک‌ها، اسیدهای چرب و ترکیبات پلیمری نیز رواج یافتند. بعضی از مواد افزودنی نیز مانند حباب هواسازها، بصورت اتفاقی با مشاهده و بررسی دوام بعضی رویه‌های بتنی در شمال آمریکا کشف شد. برخی از این سطوح بتنی دوام بهتری داشتند و آزمایش‌ها نشان داد که در تهیه سیمان آنها، از چربی‌های حیوانی به منظور کمک به عملیات سایش و آسیاب کردن کلینکر استفاده شده است. بررسی‌های بیشتر نشان داد که این سیمان‌ها به دلیل تولید حباب‌های هوا موجب افزایش دوام بتن شده‌اند.

انتشار گزارش‌های علمی و تحقیقاتی و آزمایشگاهی و مقالات فنی ویژه افزودنی‌های شیمیایی و بررسی اثرات آنها روی خواص بتن، توسط مجامع و مراکز تخصصی بتن در سالهای دهه 40 میلادی آغاز شد که می‌توان به نخستین گزارش تفصیلی کمیته فنی شماره 212 مؤسسه ACI در سال 1944 و اولین گردهمایی بین‌المللی ASTM، با عنوان اثر افزودنی‌های کاهنده آب و کنترل گیرش روی خواص بتن در سال 1959 اشاره کرد و در واقع متعاقب این گردهمایی، مؤسسه ASTM، استاندارد افزودنی‌های شیمیایی بتن را با شماره C494 در سال 1962 تدوین نمود، اگر چه این مؤسسه در سال 1948 آیین‌نامه افزودنی‌های حباب‌هوا‌ساز بتن را نیز تدوین کرده بود.

با بررسی مقالات ارائه شده در کنفرانس‌های بین‌المللی و مجلات معتبر، به راحتی می‌توان گفت که امروزه در کشورهای صنعتی مانند ژاپن، آلمان و ...، بیش از 90 درصد بتن‌ها با استفاده از این مواد ساخته می‌شوند.

با توجه به اينكه تولید سیمان در سال 2008 در جهان حدود 5/2 میلیارد تن برآورد شده است، با فرض اين كه در حدود 50 درصد بتن‌های تولیدی در جهان از مواد افزودنی استفاده شده باشد و با تخمین مقدار مصرف این مواد حدود 1 درصد وزنی سیمان، تولید و مصرف افزودنی‌ها بیش از 10 میلیون تن برآورده می‌شود.

با توجه به مزایای مطلوبی که این مواد در ساخت بتن‌های بادوام ایفا می‌کنند، شناخت اثرات آنها و نحوه مصرف صحیح آنها مورد لزوم می‌نماید. همچنین با توجه به مقدار مصرف آن و پتانسیل تولید آن در کشور می‌تواند بعنوان یک کالای صادراتی با ارزش افزوده مناسب مطرح گردد.

لازم به ذکر است در این راهنما، لفظ افزودنی به عنوان افزودنی شیمیایی اطلاق می‌شود.

1-2- هدف و دامنه کاربرد

هدف از تدوین این دستورالعمل، آشنایی با اصلی‌ترین مواد افزودنی مورد مصرف در بتن و نحوه مصرف صحیح آن‌ها و ارائه ویژگی‌ها و الزامات این افزودنی‌ها طبق استانداردهای معتبر است. در این خصوص سعی شده است که استانداردهای معتبر مربوطه نیز تا حد امکان با یکدیگر مقایسه گردند. همچنین در این دستورالعمل نحوه کنترل کیفی تولید و نمونه‌برداری از محصول جهت انجام آزمایش‌های تطابق ارائه شده است.

1-3- تعريف

افزودنی‌ها علاوه بر این‌که از نظر تغییراتی که در خواص و کیفیت بتن ایجاد می‌کنند، مورد توجه آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌ها و استاندارد‌های ملی و بین‌المللی می‌باشند، بلکه از دیدگاه فرهنگ واژه‌های فنی و تخصصی رایج در فناوری بتن نیز، با مفاهیم مشخص و استاندارد شده تعریف و طبقه‌بندی می‌شوند.

کمیته 116 مؤسسه ACI، افزودنی‌ها را شامل مواد و ترکیباتی که افزون بر سیمان، آب، مصالح سنگی و الیاف به بتن، ملات یا دوغاب برای تأمین خواص معین و مشخص جهت مصارف مختلف در هنگام اختلاط اضافه می‌شود، تعریف کرده است.

نمونه دیگر تعریف استانداردشده افزودنی‌های بتن را می‌توان در آیین‌نامه 2787 استاندارد BS جستجو کرد که ضمن تعریف مشابهی به شرح بالا، هدف از کاربرد این مواد را اصلاح مورد نظر در یک یا چند خاصیت بتن ارائه کرده است.

همچنین طبق استاندارد ASTM C125، افزودنی‌ها، به موادي غير از آب، سنگدانه، سيمان هيدروليکي و الياف گفته مي‌شود که در هنگام اختلاط و يا درست قبل از اختلاط به بتن يا اجزاء آن اضافه مي‌شود تا خاصيت جديدي را در بتن خميري یا سخت شده بوجود آورد.

به نظر می‌رسد ساده‌ترین و جامع‌ترین تعریف افزودنی‌های بتن را استاندارد EN934-2 و استاندارد 2930 ملی ایران (ISIRI 2930)[1]، اینگونه بیان کرده که: افزودنی‌ها، مواد شیمیایی محلول در آب هستند (به ندرت به صورت پودر هستند) که به بتن در حین ترکیب، به مقدار کمتر از 5% وزنی ماده سیمانی، برای اصلاح خواص بتن در حالت تازه و سخت شده، اضافه می‌گردند.

با این تعاریف معلوم است که در صورتي‌كه اين مواد در كارخانه سيمان يا در توليد سنگدانه و يا در هنگام تامين آب در مواد اوليه يا محصول نهايي وجود داشته باشد و يا با آنها مخلوط شود، در دسته افزودني‌ها جای نمی‌گیرند و معمولاً به نام مواد مضاف (افزونه) شناخته می‌شوند. همچنين در صورت استفاده از موادي براي ايجاد پوشش سطحي بتن يا چسباندن دو بتن سخت شده به يكديگر یا درزگيري و يا بكارگيري مواد نفوذگر در بتن نمي توان آنها را افزودني ناميد. الياف مختلف مصرفي در بتن نيز از دايره تعريف افزودني خارج است.

1-4- اهداف تشريحي و تفصيلي کاربرد افزودنی‌ها

براي درك بهتر نیاز به مصرف افزودني‌ها در بتن و ملات، لازم است اصلی‌ترین اهداف کاربرد آنها در بتن را ذكر نماييم.

1-4-1- تغيير خواص بتن و ملات تازه (خميري)

اين موارد شامل خواص زير مي‌باشد:

- تغيير در زمان گيرش اعم از گيرش سريعتر، گيرش كندتر و يا گيرش‌هاي آني و يا کنترل زمان گيرش شامل گيرش اوليه و نهايي

- تغيير در رئولوژي[2] بتن و ملات مانند افزايش كارايي (رواني، تراكم‌پذيري و قابليت جايدهي و پرداخت) و افزايش و يا كاهش لزجت بتن

- تغيير وزن مخصوص بتن تازه، عمدتاً ‌در جهت كاهش آن

- تغيير در خواص جمع‌شدگي خميری، عمدتاً‌ در جهت كاهش آن

- افزايش يا كاهش چسبناكي بتن و ملات

- حفظ كارايي در طول زمان در بتن و ملات، همچنین جلوگيري از كاهش شديد اسلامپ در طول زمان

- حفظ و نگهداري آب براي پس ندادن آن به آجر، سنگ و يا بتن و ملات سخت شده و كاهش آب ناشي از تبخير از سطح بتن و ملات

1-4-2- تغيير خواص بتن و ملات سخت شده

اين موارد شامل خواص زير است:

- افزايش سرعت هيدراسيون و کسب سريعتر مقاومت

- کاهش سرعت هيدراسيون و كاهش سرعت گرمازايي ناشی از آن

- كاهش نفوذپذيري بتن و ملات در برابر هوا، آب و يون كلريد يا ساير مواد مهاجم محلول در آب

- افزايش دوام بتن يا ملات در شرايط محيطي مختلف مانند چرخه‌های متوالی یخ‌زدن و آب شدن، حمله سولفات‌ها، واكنش‌زايي سنگدانه‌ها با قليايي‌ها، سايش، ضربه و غيره

- ايجاد خلل و فرج در بتن و ملات سيمان با استفاده از مواد حباب‌زا و کف‌زا و سبک کردن بتن

- ايجاد انبساط جزئي يا كاهش جمع‌شدگي بتن يا ملات سخت شده

- افزايش كيفيت اتصال خمير سيمان به سنگدانه در بتن یا ملات

- كاهش نفوذ و جذب آب مويينه در بتن يا ملات

- كاهش شدت خوردگي ميلگردهاي بتن و يا ايجاد تاخير در شروع خوردگي آنها

1-5- انواع افزودنی‌های بتن و تعریف اجمالی آنها

1-5-1- روان‌کننده‌ها/ کاهنده‌های معمولی آب

ماده افزودنی که بدون تغییر روانی، مقدار آب مخلوط بتن را کاهش می‌دهد یا بدون تغییر مقدار آب، اسلامپ و روانی را افزایش می‌دهد یا هر دو اثر را بطور همزمان ایجاد می‌کند. روان‌کننده‌های (کاهنده‌های آب) موادی هستند که می‌توانند مقدار آب لازم مخلوط بتن را برای رسیدن به یک کارایی معین در مقایسه با بتن شاهد کاهش دهند. همچنین قادر هستند مقدار کارایی مخلوط را بدون نیاز به تغییر در نسبت آب به سیمان افزایش دهند. این افزودنی‌ها، کیفیت بتن را برای رسیدن به یک مقاومت مشخصه و با مقدار سیمان کمتری بهبود می‌بخشند. همچنین این مواد، خواص بتن‌های دارای سنگدانه‌های با کیفیت پایین‌تر را بهبود می‌بخشند و بتن‌ریزی در شرایط سخت را سهل‌تر می‌کنند.

 

1-5-2- فوق‌روان‌کننده‌ها/ فوق‌کاهنده‌ها‌ی آب

ماده افزودنی که بدون تغییر روانی، مقدار آب مخلوط بتن را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد یا بدون تغییر مقدار آب، اسلامپ و روانی را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد، یا هر دو اثر را بطور همزمان ایجاد می‌کند. فوق‌روان‌کننده‌ها (فوق‌کاهنده‌های آب) موادی هستند که امکان افزایش کارایی یک مخلوط بتنی را در نسبت آب به سیمان ثابت و یا امکان کاهش مقدار آب را برای رسیدن به یک مقدار روانی مشابه با مخلوط شاهد را با تأثیر بیشتر در مقایسه با روان‌کننده‌ها فراهم می‌کنند. مدت اثر این مواد موقتی است و طول مدت اثر آن بسته به نوع و ترکیب شیمیایی این مواد متغیر می‌باشد.

بعضی از انواع این مواد حتی می‌توانند به میزان 20 تا 30 درصد کاهش آب را در مخلوط ممکن کنند. کاربرد این افزودنی‌ها گاه می‌تواند منجر به کاهش سریع کارایی گردد.

1-5-3- دیرگیرکننده‌ها (کندگیرکننده‌ها)

ماده افزودنی دیرگیرکننده، زمان گیرش بتن و تغییر حالت مخلوط از خمیری به سخت را افزایش می‌دهد. افزودنی‌های دیرگیرکننده، سرعت واکنش بین سیمان و آب را کاهش می‌دهند و مدت زمانی را که مخلوط از حالت پلاستیکی به حالت سخت تبدیل می‌شود به تأخیر می‌اندازند. کندگیرکننده‌ها موادی هستند که با کنترل و ایجاد تأخیر در هیدراسیون اجزاء سیمان، سرعت گیرش را کاهش داده و سبب افزایش مدت زمان گیرش سیمان می‌شوند. این مواد سبب تأخیر در هیدراسیون سیمان بدون تأثیر بر روی خواص مکانیکی طولانی مدت بتن می‌شوند.

 

1-5-4- تسریع‌کننده‌ها (زودگیر‌کننده‌ها)

تسریع‌کننده‌ها، سرعت واکنش بین سیمان و آب را افزایش می‌دهند و بنابراین زمان تغییر حالت مخلوط از حالت پلاستیک به حالت سخت (زمان بین گیرش اولیه بتن و سخت‌شدن آن) یا زمان کسب مقاومت سنین اولیه را کاهش می‌دهند. تسریع‌کننده‌های گیرش و سخت‌شدگی موادی هستند که نرخ کسب مقاومت بتن را در سنین اولیه افزایش می‌دهند و یا زمان گیرش را کاهش می‌دهند و یا هر دو اثر را ایجاد می‌کنند.

همچنین بعضی از تسریع‌کننده‌ها، بدون تأثیر روی زمان گیرش، روند کسب مقاومت بتن را تسریع می‌کند که به عنوان تسریع‌کننده‌سخت‌شدگی شناخته می‌شوند.

1-5-5- حباب‌زاها (حباب‌سازها)

این مواد افزودنی باعث ایجاد حباب‌های ریز و یکنواخت هوا در داخل بتن می‌شود که بعد از سخت شدن نیز باقی می‌مانند. افزودنی‌های حباب‌زا (حباب‌ساز) اجازه می‌دهند تا مقدار کمی حباب هوا بصورت کنترل شده و یکنواخت در حین فرآیند اختلاط در بتن پخش شود. حباب‌سازها معمولاً برای افزایش مقاومت بتن در برابر یخ‌زدن و ذوب‌شدن متوالی استفاده می‌شوند. این مواد می‌توانند اثراتی مانند کاهش آب‌انداختگی و افزایش چسبندگی و کمک به کاهش تهاجم فیزیکی نمک (تبلور نمک) داشته باشد. هم‌چنین این مواد نفوذپذیری بتن را کاهش می‌دهند و حرکت نم موئینه را مهار می‌نمایند.

1-5-6- افزودنی‌های آب‌بندکننده (ضد آب) (کاهنده میزان جذب آب)

افزودنی‌های ضدآب، جذب موئینه بتن یا ملات سخت شده را کاهش می‌دهند.

این نوع افزودنی‌ها به 2 دسته تقسیم می‌شوند:

1) ضد آب‌های کاهنده‌ نفوذ که اندازه سوراخ موئین و پیوستگی آنها را داخل خمیر سیمان کاهش می‌دهند. این امر معمولاً با کاهش مقداری از آب آزاد مخلوط همراه با بستن بعضی لوله‌های موئین اتفاق می‌افتد. این افزودنی‌ها حتی در فشار آب زیاد هم مؤثرند و انتشار گازها و یون‌های مهاجم را در بتن کاهش می‌دهند. همچنین این افزودنی‌ها به کاهش تهاجم فیزیکی نمک (تبلور) کمک می‌نمایند.

2) ضد آب‌های آب‌گریز، سوراخ‌های موئین در بتن را با مواد دافع آب می‌پوشانند. این امر مکش سوراخ‌های موئین در بتن را کاهش داده و به طور قابل توجهی، جذب آب بتن یا ملات را کاهش می‌دهد. این افزودنی‌ها، فقط در فشار آب کم مؤثرند و مقاومت کمی در برابر انتشار گاز یا یون‌های مهاجم دارند (معمولاً به همراه ضد آب‌های کاهنده نفوذ یا با فوق‌کاهنده آب استفاده می‌شوند تا اثرات کاهش جذب آب را بهینه کنند).

لازم به یادآوری است که اگرچه کاهنده‌های جذب آب عملکرد بتن را بهبود می‌بخشند ولی از نفوذ آب در ترک‌ها یا درزهای آب‌بندی‌نشده که راههای معمول نفوذ آب در سازه‌ها هستند جلوگیری نمی‌کنند.

1-5-7- افزودنی‌های نگهدارنده آب

ماده افزودني كه با كاهش آب انداختگي ميزان از دست دادن آب داخل بتن را كاهش مي‌دهد.

1-5-8- افزودنی‌های چند کاره (چند منظوره)

افزودنی‌های چندکاره یا چندمنظوره روی تعدادی از خواص مخلوط در حالت تازه یا سخت شده، از طریق ترکیب دو یا تعداد بیشتری از موارد ذکر شده در بندهای قبلی تأثیر می‌گذارند. دو نوع معمول و متداول این افزودنی‌ها عبارتند از:

1-5-8-1-افزودنی‌های روان‌کننده (کاهنده آب) و دیرگیرکننده

این نوع افزودنی‌ها مصرف قابل توجهی بخصوص در شرایط محیطی گرم دارند. با استفاده از این نوع افزودنی می‌توان ضمن کاهش مقدار آب و یا افزایش روانی، در زمان گیرش نیز تأخیر ایجاد کرد تا پس از انتقال و در حین ریختن، باز هم بتوان اسلامپ مناسبی برای بتن‌ریزی در محل را داشت. این مدت معمولاً حدود 1 ساعت بعد از اختلاط بتن است. خاصیت دیرگیر‌کنندگی از سفت شدن زودرس بتن در حین انتقال و همچنین از درز بین بتن‌ریزی‌های متوالی جلوگیری می‌کند. این مواد به عنوان کاهنده آب نیز استفاده می‌شوند و معمولاً سبب 12-5 درصد کاهش آب در کارایی یکسان با مخلوط شاهد می‌گردند.

1-5-8-2-افزودنی‌های فوق‌روان‌کننده / فوق‌کاهنده‌های آب و دیرگیرکننده

این افزودنی‌ها نقش مشابهی با روان‌کننده‌های دیرگیرکننده دارند، ولی کارایی اولیه آنها بیشتر است و سبب نگهداری کارایی به مدت بیشتر با وجود آب کمتر می‌شود. همچنین می‌توانند زمان حفظ کارایی را افزایش داده و کاهش آب را بدون دیرگیرکنندگی زیاد افزایش دهند.

1-5-9- افزودنی‌های خاص

1-5-9-1- افزودنی‌های بازدارنده خورندگی

بازدارنده‌های خورندگی بیشتر شامل بازدارنده‌های آندی که معمولاً بر پایه کلسیم نیتریت هستند و انواع کاتیونی و کاتیونی/ آندی که معمولاً بر پایه مشتقات آمینی هستند، می‌باشند. این افزودنی‌ها مقاومت میلگردها در برابر حمله خوردگی ناشی از تهاجم کلرید را افزایش داده و باعث افزایش عمر مفید سازه می‌شوند.

1-5-9-2- افزودنی‌های کف‌‌زا

این نوع افزودنی‌ها جهت ایجاد کف تشکیل شده‌ از حباب‌های کوچک پایدار به کار می‌روند. این افزودنی‌ها برای ساخت بتن‌ها و یا ملات‌های سبک با دانسیته کم و یا ساخت قطعات بنایی سبک غیرباربر کاربرد دارند. مقاومت فشاری این نوع قطعات کم است و از آن‌ها به عنوان جداکننده‌ها، سطوح عایق و پرکننده استفاده می‌شود.

1-5-9-3- افزودنی‌های پلیمری

این افزودنی‌ها بر پایه امولسیون‌های پلیمری مانند پلی‌وینیل‌استات، استایرن‌بوتادین یا استایرن‌اکریلیک هستند. افزودنی‌های پلیمری، معمولاً در مخلوط‌های ملاتی برای کف‌ها، پلاسترها یا تعمیرات استفاده می‌شوند. این افزودنی‌ها می‌توانند مقاومت کششی و خمشی را بهبود بخشیده و امکان خودعمل‌آوری بتن یا ملات و با چسبندگی زیاد را فراهم نمایند. آنها همچنین کاهنده‌های قوی آب هستند که این به پلیمر کمک می‌کند تا خواصی مانند ضد آب بودن را به بتن دهد. اگرچه باید اشاره شود که بعضی از انواع پلیمر در شرایط مرطوب نرم یا هیدرولیز می‌شوند و بنابراین انواع مناسبی برای کاربرد مورد نظر باید انتخاب شوند.

1-5-9-4- افزودنی‌های کمک‌پمپاژی

افزودنی‌های کمک‌‌پمپاژی برای بهبود چسبندگی بتن و کاهش جدایی و مسدود شدن لوله‌های پمپاژ طراحی می‌شوند و فشار پمپ کردن را کاهش می‌دهند.

1-5-9-5- افزودنی‌های دیرگیرکننده جهت ملات‌های آماده مصرف

عمدتاً در کارهای بنایی به منظور چیدن آجر استفاده می‌شوند. ملات‌های آماده مصرف دارای افزودنی دیرگیرکننده، در مدت زمان طولانی‌تر قابل استفاده هستند.

1-5-9-6- افزودنی‌های بتن بدون اسلامپ

افزودنی‌هایی هستند که مصرف آن‌ها در ساخت بتن‌های بدون اسلامپ (که در قطعات پیش‌ساخته استفاده می‌شوند)، باعث می‌شود تا بدون ایجاد روانی، تراکم به راحتی صورت گیرد.

1-5-9-7- افزودنی‌های مورد مصرف در بتن‌ریزی زیر آب (مواد ضد آب‌شستگی)

این نوع افزودنی‌ها، برای افزایش چسبندگی و کاهش شسته شدن در بتن‌های با کارایی زیاد که برای بتن‌ریزی در زیر آب (توسط پمپ یا سطح شیب دار) استفاده می‌شوند، بکار می‌روند. این افزودنی‌ها به جلوگیری از جدایی در حین جایدهی بتن کمک می‌کنند و اثرات جذر و مد و فعالیت‌های موج را در حین سخت‌شدن بتن کاهش می‌دهند.

 

1-6- اصطلاحات رایج در فرهنگ افزودنی‌ها

1-6-1- مواد افزودنی بتن

مواد افزودنی بتن موادی هستند که علاوه بر آب، سیمان و سنگدانه به مقدار جزئی، حداکثر پنج درصد وزنی سیمان، در زمان اختلاط به بتن اضافه می‌شوند و موجب اصلاح برخی از خواص بتن تازه یا سخت شده می‌شوند.

1-6-2- عملکرد

قابلیت یک ماده افزودنی برای ایجاد خواص لازم بدون اثرات زیان‌آور

1-6-3- عملکرد اصلی افزودنی‌های چند منظوره

یکی از عملکردهای ماده افزودنی چند منظوره که توسط تولید کننده به عنوان عملکرد اصلی مشخص شده است.

1-6-4- عملکرد ثانویه افزودنی‌های چند منظوره

عملکردهای دیگر ماده افزودنی چند منظوره که علاوه بر عملکرد اصلی آن مشخص شده است.

1-6-5- مقدار مصرف

ميزان مصرف افزودني‌هاي ملات و بتن به صورت درصد وزني نسبت به وزن سيمان مورد مصرف در طرح مخلوط بيان مي‌شود. شركتهاي تولیدکننده افزودني‌ها، گاه در مورد افزودني‌هاي مايع،‌ ميزان مصرف را به صورت حجم افزودني بر حسب ليتر يا ميلي ليتر به ازاي هر 100 كيلوگرم سيمان ارائه مي‌دهند.

1-6-6- شكل توليد

افزودني‌هاي بتن و ملات به شكل پودر جامد، سوسپانسيون يا محلول عرضه مي‌گردد.

1-6-7- شكل مصرف

در مورد افزودني‌ها، شكل مصرف آنها در بتن و ملات معمولاً بصورت پودری يا محلول است. افزودني‌هايي كه به شكل محلول يا سوسپانسيون مصرف مي‌شود، توزيع مناسب‌تري در مخلوط دارند بويژه اينكه غلظت آنها كم و مقدار مصرف محلول يا سوسپانسيون بيشتر باشد.

1-6-8- میزان مصرف مجاز

میزان مصرف ماده افزودنی، برحسب وزن سیمان که توسط تولید کننده مشخص می‌شود.

1-6-9- حداکثر میزان مصرف توصیه شده

حداکثر میزان مصرف توصیه شده توسط تولید کننده می‌باشد.

1-6-10- شرايط و نحوه مصرف

در بسیاری از افزودني‌ها، زمان ريختن آن در مخلوط‌كن (قبل يا بعد از ريختن آب يا ساير اجزا) ‌مي‌تواند تاثيرگذار باشد.

1-6-11- اثر متقابل (تداخل يا اندركنش)

برخي افزودنی‌ها در صورت مصرف توأم، ممكن است تاثير يكديگر را خنثي و يا خاصيت منفي جديدي را بوجود آورند. لذا انجام آزمايش آنها در صورت مصرف توأم و كنترل اندركنش احتمالي آنها ضروري است. برخي اوقات تولیدکنندگان در اين موارد تذكراتي را به مصرف‌كننده ارائه مي‌دهند.

1-6-12- رنگ

افزودني‌ها ممكن است داراي رنگ خاصي باشند و يا بدليل سهولت تشخيص از يكديگر با رنگدانه خاص به رنگ معيني در آيند. رنگ مواد در بروشور مشخص مي گردد و گاه تغيير رنگ آن نشانه‌اي بر فساد و غيرقابل مصرف‌بودن آن مي باشد. افزايش رنگدانه يا مواد رنگي، گاه براي مشكل كردن تشخيص جنس و تركيب افزودني است.

1-6-13- غلظت

در مورد افزودني‌ها، تنوع غلظت مي‌تواند عاملي براي تفاوت تأثير آن‌ها باشد. هر چند مصرف مواد رقيق‌تر بدليل توزيع و اختلاط بهتر ترجيح دارد، اما مسلماً هزينه‌هاي بسته‌بندي و حمل را افزايش مي‌دهد و طبيعتاً مقدار مصرف آن بايد بيشتر باشد.

1-6-14- نحوه نگهداري و انبار كردن

كارخانه‌هاي سازنده افزودني، شرايط و نحوه نگهداري و انباركردن را مشخص می‌كنند. دما، رطوبت و همچنین تابش مستقيم آفتاب از جمله اين موارد هستند.

1-6-15- تاريخ انقضاي مصرف

در مورد افزودني‌ها، زمانی را پس از توليد، به عنوان تاریخ انقضاء مصرف مشخص مي‌كنند. مسلماً اگر شرايط مناسب نگهداري يا انبار كردن فراهم نشود، اين مدت كوتاه‌تر خواهد شد.

1-6-16- اسيدي يا بازي بودن

در مورد افزودني‌ها، مقدار pH آنها در بروشور مربوطه قيد مي شود و گاه تغيير كيفيت آنها با اين پارامتر مشخص مي گردد.

1-6-17- بتن و ملات شاهد و آزمایش

به بتن و ملات ساخته شده بدون ماده افزودنی که برای مقایسه با بتن یا ملات حاوی ماده افزودنی (بتن و ملات آزمایشی)، به منظور تعیین اثرات ایجاد شده توسط ماده افزودنی و انطباق با ویژگی‌های استاندارد ساخته می‌شود، اطلاق می‌گردد.

1-6-18- خواص جنبي

گرچه برخي افزودنی‌ها ممكن است اثر مناسبی روی یک ویژگی بتن داشته باشند، اما ممکن است خواص جنبي مفيد يا مضري را نیز دارا باشند. لذا در انتخاب و مصرف افزودنی‌ها باید به این خواص جنبی کاملاً آگاه بود.