تاثیر تعمیر و ترمیم بتن و عوامل آسیب رسان

تاثیر تعمیر و ترمیم بر روی عمر مفید بتن

تعمیر و ترمیم اصولی خرابی ها و اسیب دیدگی های بتن ، از جمله موجب تاثیرات زیر می شود :

-         افزایش عمر مفید در کوتاه مدت

-         افزایش عمر مفید در بلند مدت

-         فراهم آوردن امکان بهره برداری از سازه

-         کاهش زمان معطل ماندن استفاده از سازه

-         کاهش هزینه تعمیر و نگهداری سازه

نکته مهمی که باید بدان توجه داشت این است که نعمیر باید در زمان مناسب و به صورت  

اصولی انجام شود تا هر چه بیشتر موثر واقع شود . به تاخیر انداختن زمان تعمیرات ، از جمله موجب تبعات زیر می شود :

-         افزایش هزینه ها ی تعمیرات

-         امشکل تر شدن بازسازی و بهسازی

-         ناممکن شدن دستیابی به برخی از اهداف بازسازی

-         کاهش عمر مفید نهایی سازه

 عوامل آسیب رسان به بتن

عوامل آسیب رسان به بتن را از نظر عامل آسیب ، به دو دسته زیر تقسیم بندی می کنند :

-         عوامل داخلی

-         عوامل خارجی

همچنین ، عوامل آسیب رسان به بتن را از نظر زمان آسیب رسانی و شرایط بتن به دو دسته زیر تقسیم بندی می کنند :

-         عوامل آسیب رسان به بتن تازه

-         عوامل آسیب رسان به بتن سخت شده

انواع عوامل موثر بر آسیب رسانی به بتن

عوامل موثر بر آسیب رسانی به بتن ، عبارتند از :

الف ) مواد شیمیایی مهاجم و مضر . این مواد عموما ناشی از محیط یا ناشی از  بهره برداری خاص از سازه می باشند . از جمله این مواد ، می توان موارد زیر را برشمرد :

-         مواد شیمیایی موجود در محیط های صنعتی ( گازهای اسیدی ،  اکسید های گوگرد ، گاز کربنیک و...9

-         مواد مهاجم موجود در خاک ها ( مثل مواد موجود در خاک های شور یا سولفاتی )

-         مواد موجود در اجزای تشکیل دهنده بتن

ب ) اجرای بتن در نواحی با آب و هوای نامساعد و شرایط محیطی مهاجم

ج ) نفوذ پذیری ( تراوایی ) بتن

د) کیفیت نامناسب بتن ، که می تواند ناشی از عوامل متعددی نظیر مصالح نامناسب طرح اختلاط نا مناسب باشد .

و) کیفیت نامناسب اجرا ، از جمله اختلاط ، انتقال ، ریختن ، تراکم ، پرداخت و عمل آوری نامناسب . 

عمر مفید خدمت دهی بتن و تاثیر آسیب ها

از نظر مهندسی کاربردی ، ضروری است که عمر مفید خدمت دهی  را به گونه ای مناسب تعریف کنیم . در مورد تعریف عمر مفید خدمت دهی ، توانایی وجود ندارد .

در دومین کارگاه بین المللی (( اتحادیه بین المللی آزمایش و آزمایشگاههای تحقیقاتی مصالح و سازه ها )) {3} . و (( کمیته اروپایی بتن )) عمر مفید خدمت دهی بر سه نوع تقسیم و به شرح زیر تعریف شد:

الف ) عمر مفید خدمت دهی فنی : زمانی از خدمت دهی است که در آن هنگام ، یک حالت تعریف شده غیر قابل قبول از نظر فنی فرا می رسد .

ب ) عمر مفید خدمت دهی عملکردی  : زمانی از خدمت دهی است که در هنگام ، به دلیل تغییر در ضوابط و ملزومات عملکردی ، استفاده از سازه با اشکال روبرو و یا منسوخ می شود .

ج) عمر مفید خدمت دهی اقتصادی : زمانی از خدمت دهی است که برداشتن سازه مزبور و جایگزینی یک سازه دیگر  به جای آن ، اقتصادی تر از نگهداری و بهره برداری از آن است .

استاندارد بریتانیا ، BS  ، در سال 1993 {4} ، عمر خدمت دهی را چنین تعریف می کند : عمر خدمت دهی عبارت است از دوره زمانی ای که طی آن مدت ، در یک عضو سازه ای با سازه نیازی به صرف هیچگونه هزینه ای برای راه اندازی ، بهره برداری ، نگهداری و تعمیر آن نیست .

در یک عضو بتن مسلح که در معرض کلراید قرار گرفته است ، ممکن است شرایط قرار گیری موضعی نقاط مختلف آن متفاوت باشد . ممکن است ، مقاومت نقاط مختلف بتندر برابر تهاجم کلراید و به عبارت دیگر ، نفوذ پذیری بتن ، مقاومت بوده و قابلیت انتشار متفاوتی داشته باشند و ضخامت پوشش بتن روی آرماتور در نقاط مختلف آن نیز متفاوت باشد .

بنابراین می توان گفت که خوردگی آرماتور فولادی آن به طور همزمان شروع نمی شود .

فلسفه و روح حاکم بر آیین نامه های جدید این است که عمر خدمت دهی را به صورت مدت زمانی تعریف کنند که از زمان بتن ریزی گذشته است و در انتها ، 5 درصد از سطح آرماتور های فولادی خورده شده است  .

2-1-3- تاثیر آسیب دیدگی ها بر روی عمر مفید

آسیب دیدگی ها و خرابی های بتن موجب کاهش عمر مفید ، تشدید سایر آسیب دیدگی ها ، تسریع خود آسیب دیدگی و نیز تسریع سایر آسیب دیدگی ها می شوند .

وظایف عمئه مهندسان در برخورد با این موضوع را می توان به صورت زیر برشمرد :

-         شناخت آسیب دیدگی ها

-         پیشگیری از وقوع آسیب دیدگی ها

-         - کاهش شدت صدمات ناشی از اسیب دیدگی ها

-         - کاهش احتمال وقوع آسیب دیدگی ها

-         تاخیر در وقوع آسیب دیدگی ها 

دوام بتن

پایایی یا دوام بتن ساخته شده از سیمان پر تلند ، به توانایی بتن برای مقتبله باع عموامل جوی ، حملات شیمیایی ، سایش ، فرسایش و هرگونه فرآیند منجر به تخریب اطلاق می شود .

عمر خدمت دهی طولانی ف مترادف با دوام در نظر گرفته می شود . از آنجا که دوام ، تحت یک مجموعه شرایط ، لزوما به معنای دوام تحت مجموعه شرایط دیگری نمی باشد ، به همین دلیل متداول است که هنگام تعریف دوام ، اشاره ای کلی به محیط نیز می شود  .

برطبق تعریف کمیته 201 انستیتوی بتن آمریکا {2}، دوام بتن با سیمان پرتلند به توانایی آن برای مقاومت در برابر عوامل هوازدگی ، حمله شیمیایی ، سایش و با هر فرایندی که موجب آسیب دیدگی آن بشود . گفته می شود . بنابراین ، بتن با دوام ، بتنی است که شکل اولیه ، کیفیت و قابلیت خدمت دهی خود را در شرایط اش حفظ کند .

هیچ مصالحی بطور ذاتی بادوام نیست ، در نتیجه عوامل محیطی ، ریز ساختار مصالح و متعاقب آن ، خواص این مصالح با گذشت زمان تغییر می کند . یک ماده ، وقتی به انتهای عمر خدمت دهی خود می رسد که خواص آن ، تحت شرایط مفروض استفاده از آن ، به حدی آسیب دیده باشد که ادامه استفاده از آن ، ناایمن یا غیر اقتصادی شناخته شود .

در حال حاضر ، در طراحی سازه ها، مشخصات دوام مصالح مورد نظر ، همانند سایز مشخصات و ویژگی های آن ، نظیر ، همانند سایر مشخصات و ویژگی های آن ، نظیر خواص مکانیکی و هزینه و قیمت اولیه ، مورد ارزیابی قرار می گیرد . دوام ، علاوه بر ابعاد فنی ، از نقطه نظر تاثیرات اقتصادی و اجتماعی آن نیز مد نظر قرار می گیرد . افزایش روز افزون هزینه های تعمیر یا جایگزینی سازه ها ، ناشی از خرابی مصالح بخش عمده ای از کل هزینه ساخت و ساز را به خود اختصاص می دهد و لذا لازم است مه به مسئله دوام توجه کافی شود .

برای برسی دوام بتن و سازه های بتنی باید به نکته توجه شود که اغلب معلومات ما درباره فرآیند های فیزیکی – شیمیایی مسبب آسیب دیدگی بتن از روی تاریخچه خای سازه های واقعی به دست می آید ، زیرا شبیه سازی ترکیب اثرات دراز مدتی که معمولا در واقعیت وجود دارند در آزمایشگاه مشکل می باشد . با این وجود ، در عمل بندرت آسیب دیدگی بتن ، ناشی از یک علت منحصر به فرد است . گاهی ، علل فیزیکی و شیمیایی خرابی آن قدر با هم تداخل دارند و موجب تشدید یکدیگر می شوند که اغلب ، حتی جداکردن علت از معلول نیز اکان پذیر نیست .

با این توضیحات می توان گفت ، دوام بتن عبارت است از توانایی و پتانسیل آن برای مقاومت بیشتر ، چه به لحاظ کمی  و چه به لحاظ کیفی ، در برابر عواملی که می توانند موجب آسیب رسانی ، از بین بردن امکان بهره برداری و یا کاهش بهره برداری و یا کاهش بهره برداری از آن بشوند .

به عبارت دیگر ، دوام بتن به معنای حفظ و تداوم کیفیت ها و توانایی ها و ویژگی های بتن در طی زمان و خارج نشدن این ویژگی ها از محدوده مجاز است . 

اثر استفاده از مواد افزودنی آب بندی بتن بر ویژگی های بتن سخت شده

با استفاده از نتایج به دست آمده از آزمایش ها می توان گفت که استفاده از مواد افزودنی آب بند هیچ اطلاعاتی مبنی بر اینکه این مواد تغییر در سختی بتن می شود وجود ندارد در حقیقت ترکی به این  نوع از مواد افزودنی به گونه ای است که اتصال اجزای سازنده بتن سخت شده بدون تغییر باقی می ماند.

مقاومت فشاری و کششی : این درسته از مواد افزودنی اثر قابل ملاحظه ای بر مقاومت 28 روزه بتن دارد مگر اینکه افزودنی کاهنده آب نیست در مخلوط بتن به کار رفته باشد که در این صورت بهترین کاهش نسبت آب به سیمان مقاومت فشاری افزایش می آورد برخی نتایج مقاومت بتن حاوی املوسیون  مومی با عیار سیمان  متفاوت به همراه مقدار ناچیزی حباب ساز در جدول8-3 نشان داده شده است در جدول 8-4 نتایج استفاده از استئاریک اسید بر مقاومت فشاری بتن نشان داده شده است.

پایایی بتن: همانطور که در ابتدا بیان شد هدف اصلی افزودن این نوع از مواد افزودنی به بتن این است که میزان ورود آب باران و آبهای جاری به منظور حفظ زیبایی و آب بندی بتن کاهش یافت این بهبود به تو که در زمینه حفظ زیبایی آن حاصل می شود کوتاه مدت نیست و بر اساس داده های به دست آمده برای افزودنی ترکیبات استیریت  تا 10 سال این خاصیت باقی می ماند به عنوان نمونه نتایج جدول 8-5 نشان می دهد که بتن حاوی مواد افزودنی آب بند  برپایه استئاریک اسید در سال عملکرد بهتری در مقایسه با بتن بدون مواد افزودنی آب بند داشته است نتایج بدست آمده از جدول 8-5 را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد

 1 - توجه به این نکته ضروری است که مقدار ماده افزودنی آب بند را باید به میزان کافی به کاربرد بدین ترتیب میزان جذب سطحی بسیار کاهش می آورد

2 - استفاده از مواد افزودنی آب بند در مخلوط بتن برای جلوگیری از رشد جلبک ها بر روی سطح بتن می شود

3- استفاده از مواد افزودنی آب بند هرچند میزان کم افزایش دوام بتن در چرخه حضور یخ می شود این موضوع در ادامه در شکل 8-9 برای آزمایش چرخه ذوب یخ میشود.

این موضوع در ادامه در شکل 8 – 9 برای آزمایش چرخه ذوب  یخ قطعه بتنی نیز در مخلوط بتنی به کار رفته است که سبب کاهش نسبت آب به سیمان شده و در نتیجه به دست آمده مشارکت دارد .

استفاده از مواد افزودنی مانند استریت ها به مقدار زیاد علاوه بر خاصیت آب بند کنندگی می تواند به طور کلی مانع خوردگی میلگردهای فولادی مقدار متوسط کلر گردد این مواد امروزه فرمول بندی مواد جلوگیری کننده از خوردگی استفاده می شود که دارای مزیت دوگانه هستند اول اینکه این مواد مانند دخول آب به داخل بدن شده و از طرف دیگر با محافظت کاتدی  و یا اندی  از خوردگی فولادهای داخل بتن می شوند مواد افزودنی آب بند باعث تمیز ماندن سطح بتن در دراز مدت می شود در حالی که اثر معکوس بر سایر ویژگی های بتن ندارند همچنین در زمینه مقاومت در چرخه حضور در جمع شدگی در چرخه خشک شدند مرطوب شدن بتن و محافظت از آرماتور ها دارای عملکرد سودمند است.

8 – 5 استاندارد

در حال حاضر استانداری ملی که در زمینه عملکرد و نحوه استفاده از این مواد افزودنی باشد وجود ندارد به دلیل سختی هایی که در به دست آوردن نتایج همسان در آزمایش نفوذ پذیری وجود دارد تعیین میزان موثر بودن این مواد افزودنی با مشکلاتی همراه است در نتیجه روشهای آزمایش و توصیه های انجام شده توسط کارخانه های سازنده این مواد افزودنی به آزمایش های ساده نخست وزیری در نمونه های شاهد اما میزان نخست پذیری زیاد مردم روشهای آزمایش برای اندازه گیری خاصیت آب بندی به شرح زیر است :

الف) روش آزمایش برای نم بند ها  تعیین درصد جذب :

روش آزمایش در بخش 2 استاندارد BS 556چاپ سال 1972 بیان شده است و اندازه گیری تغییرات وزن نمونه غوطه ور در داخل آب در زمان های مشخص میزان جذب آب در می آید این آزمایش مقدار دقیقی به دست نمی دهد و تنها برای زمان های مناسب است که مقادیر مقایسه ای مد نظر باشد در آزمایش دیگری به نام آزمایش جذب سطحی اولیه که در بخش 5 استاندارد  BS 1881 چاپ سال 1970 اشاره شده است نرخ نخست صبح تا بعد از مدتی از شروع آزمایش تعیین می گردد آزمایش دیگری در بخش 1 استاندارد انجمن استرالیا مطرح شده است در این آزمایش میزان نفوذ آب یا بخار در بتن اندازه گیری می شود.

ب) روش آزمایش برای مواد افزودنی کاهنده نفوذپذیری :

در این آزمایش اثر مواد افزودنی بر روی تغییر خاصیت نفوذپذیری هیدرولیکی اندازه گیری می شود. روش کیفی رایج به این صورت است که صفحات بتنی خلل و فرج دارد  در معرض افزایش فشار یکنواخت در بازه زمانی کوتاه قرار می گیرد فشاری که در آن از اولین نشانه های رطوبت ظاهر می شود را یادداشت و با نمونه شاهد از همانبتن که داره افزودنی نمیباشد مقایسه می شود. روش دیگری که در استاندارد ACI  توصیه شده است این است که ضریب جریان بتن در شرایط اشباع اندازه گیری می شود که شامل روش های انجام آزمایش مستقیم و غیرمستقیم است شرکت مهندسی ارتش آمریکا آزمایش اندازه گیری نفوذپذیری بتن (CRC C48-92 ) شاه که روش بررسی نفوذپذیری بتن به روش مستقیم از را ارائه کرده است در این آزمایش مقاومت در برابر نفوذپذیری تحت فشار آب هیدرو استاتیک تا 1/28  مگاپاسکال در آزمون های بتنی اندازه گیری می شود بعد از اینکه جریان در بتن به حالت پایدار رسید با استفاده از قانون دارسی ضریب نفوذپذیری اندازه گیری می شود مشابه این روش در استانداردهای اروپایی DIN 1048 -5  و BS EN 12390-8 نیز آورده شده است. در استانداردهای اروپایی آزمون های بتنی تحت فشار آب برابر با 0/5 مگاپاسکال قرار داده می شود استفاده از روابط والنتا  ضریب نفوذپذیری اندازه گیری می شود در این روش به منظور دستیابی به نتایج دقیق باید حجم نمونه ها زیاد باشد تا بتوان نسبت حجمی منافذ گسسته در بتن را بدست آورد.

البته این مورد در استاندارد BS EN 12390-8 بیان نشده است از جمله استانداردهایی که برای اندازه گیری نفوذپذیری بتن به روش غیر مستقیم به طور گسترده استفاده می شود استاندارد ASTM C1202  میباشد.این استاندار جریان موجود در آزمون های بتنی که در معرض محلول الکترولیت و پتانسیل الکتریکی قرار دارد را اندازه گیری می کنند این آزمایش به عنوان آزمایش اندازه گیری سریع نفوذ یون کلر به داخل بهتر شناخته می شود هرچند که این نام گذاری دقیق نیست زیرا در این آزمایش میزان جریان عبوری در نمونه بتن اندازه گیری می شود در نفوذپذیری بتن همچنین آزمایش نمی توانند به این جریان عبوری در اثر وجود یون کلر و سایر یونها تفاوت قائل شود روش انجام این دست از آزمایش ها بر اساس  AASHTOOO T259  و AASHTOOO T260 می باشد نتیجه به دست آمده از این آزمایش ها را می توان به منظور محاسبه ثابت ظاهری بر اساس ASTM C1585  و استاندارد انگلیسی BS EN 1881   بخش 122 موجود است.

سایر افزودنی های شیمیایی- مواد افزودنی عمل آوری بتن

ترکیبات عمل آوری عموماً مایعاتی هستند که به صورت مستقیم به سبک بتن پاشیده شده و پس از خشک شدن غشایی نفوذ ناپذیر را بر روی سطح بتن تشکیل می دهند که از دست رفتن رطوبت به تاخیر می اندازد استفاده از این ترکیبات رایج ترین روش برای عمل آوری بتن تازه پس از گیرش آن است بنابراین می توانند برای عمل آوری اولیه بتن مورد استفاده قرار گیرند علاوه بر آن می توان از نفس زنی ها برای عمل آوری نهایی بتن نیز استفاده نمود به این دلیل ترکیبات عمل آوری باید قادر باشند تا به مدت 7 روز رطوبت نسبی سطح بتن را بیش از 80 درصد نگه دارند شرایط مناسبی را برای هیدراتاسیون سیمان فراهم کنند در شکل 10 -1-1 نمونه های عمل آوری بتن با استفاده از ترکیبات عمل آوری نشان داده شده است.

ساختار شیمیایی و نحوه عملکرد آن

ترکیبات تشکیل دهنده غشا که برای عمل آوری بتن به کار می روند باید الزامات مربوط به ASTM 309 یا ASTM 1315  را تامین نمایند . ASTM 309  با عنوان مشخصات استاندارد برای ترکیبات مایه تشکیل دهنده غشا برای عمل آوری بتن این ترکیبات را به سه دسته تقسیم می کنند که عبارتند است نوع 1 شفاف بدون رنگ نوع D-1 شفاف با رنگ فرار نوع 2 دارای رنگدانه سفید رنگ این استاندارد بخش جامد حل شونده در این محیط حل رنگ را به دو دسته a و b تقسیم می کنند استاندارد برای بخش جامد محلول در ترکیبات قرار گرفته در دسته ی A که معمولاً به ترکیبات تولید شده بر پایه واکس اطلاق می شود. محدودیت قائل نشده است اما بخش جامد محلول در ترکیبات دسته B رزین   می باشد ترکیبات شفاف دارای رنگ فرار بلافاصله  پس از استفاده رنگ خود را از دست می دهند . این رنگ امکان تشخیص اینکه چه میزان از سطح توسط ترکیبات عمل آوری پوشیده شده است را فراهم می کند . در روزهای گرم و آفتابی استفاده از ترکیبات سفید رنگ توصیه می گردد . استفاده از این ترکیبات جذب انرژی ناشی از تابش نور خورشید را کاهش داده و به این ترتیب میزان افزایش دمای بتن را کاهش میدهند . بر اساس این استاندارد محلول های سیلیکات بیش از اینکه تشکیل دهنده غشا باشند واکنش زا بوده و به همین دلیل الزامات این استاندارد astm c309 را تامین می کنند دارای ظرفیت های متفاوتی در کاهش میزان از دست رفتن رطوبت بوده و تا حدودی امکان از دست رفتن رطوبت را فراهم می کنند . از طرف دیگر استاندارد astm c1315 با عنوان " ترکیبات مایع تشکیل دهنده غشا دارای مشخصات ویژه برای عمل آوری و درزگیری بتن " دسته بندی دیگری را برای این ترکیبات ارائه می کند . ترکیباتی که الزامات این استاندارد را تامین میکنند علاوه بر داشتن ظرفیت نگه داشت رطوبت که بر اساس استاندارد astm c 156 تعیین می گردد ، دارای خواصی هم چون مقاومت در برابر قلیا ، مقاومت در برابر اسید بهبود خواص چسبندگی و مقاومت در برابر آسیب ناشی از تابش نور فرابنفش می باشند.

بر اساس این استاندارد ترکیبات مایع تشکیل دهنده غشا شامل نوع 1 شفاف و نوع 2 دارای رنگدانه سفید رنگ هستند . ترکیبات عمل آوری ذکر شده در این استاندارد در یکی از سه گروه A ، B و C قرار می گیرند . این تقسیم بندی بر اساس میزان تغییر رنگ این ترکیبات در برابر تابش اشعه فرابنفش می باشد . به طور کلی ، ترکیبات عمل آوری بر اساس میزان تغییر رنگ با گذر زمان و در معرض شرایط محیطی مختلف و بر مبنای شفاف یا سفید رنگ بودن تقسیم بندی می شوند .ترکیباتی که شرایط این استاندارد را تامین می کننند ، معمولا بر اساس استاندارد ASTM C 156 ، مقدار مجاز از دست دادن رطوبت آن ها در مصرف به میزان 5 و 4/7 متر مربع برای نوع 1 و 2 ، برابر 4/0 کیلوگرم بر متر مربع است . با توجه به یکسان نبودن شرایط محیطی و همچنین نحوه استفاده از این ترکیبات در کارگاه وآزمایشگاه ، مقدار از دست رفتن رطوبت در کارگاه می تواند با مقادیر ذکر شده در استانداردهای ASTM C309 و ASTM C1315 متفاوت باشد . ترکیبات عمل آوری عمدتا دارای پایه های شیمیایی زیر هستند :

- رزین مصنوعی

- واکس

- آکریلیک

 - رزین کلریناتی

ترکیبات عمل آوری بر پایه رزین و واکس به خوبی آب بند می کنند با گذر زمان تاثیر آنها کاهش یافته در سن 28 روزه این پوسته شده و صنعت بتن جدا میشود انجام عملیات گشت کاری بعد از 28 روز امکان پذیر خواهد بود. در صورتی که لازم باشد عملیات گچ کاری پیش از 28 روز انجام گیرد میتوان   سطح بتن را با آب داغ شست و شو داد.  بر مبنای تجربیات علمی مشخص شده است چه کارایی ترکیبات عمل آوری بر پایه رزین و واکس  در دوره زمانی24 ساعته برابر 96 درصد در دوره زمانی 72 ساعت برابر 84 درصد در دوره زمانی هفت روزه برابر 74 و در دوره عمل آوری 14 روزه 65% است. میانگین کارایی افزودنیهای عمل آوری هسته ای با پایه رزین یا واکس را می توان در حدود 80 درصد در نظر گرفت امتیاز ترکیبات بر پایه  آکریلیک  چسبندگی خوب آنها می باشد.  همچنین ترکیبات ازسطح جدا نشده  و فرو نمی ریزد و نیازی به شسته شدن با آب داغ نیز ندارد در واقع به دلیل خصوصیات ذاتی امولوسیون آکریلیک چسبندگی گچ به آن بهتر است.

ترکیبات بر پایه رزین کلریناتی نتنها با تشکیل غشای نازک در سطح بتن از تبخیر رطوبت موجود در آن جلوگیری می کنند بلکه حفرات  ریز سطح بتن را نیست پر می کنند در نهایت این لایه نازک دچار فرسایش می شود میزان تاثیرگذاری این ترکیبات به میزان قابل توجهی متفاوت بوده مواد سازنده آن ها و قدرت امولوسیون همانگونه که در شکل 10-1-2 نشان داده شده است بستگی دارد.

کاربرد ها

یکی از کاربردهای ترکیبات عمل آوری ماهی تشکیل دهنده غشا در عمل آوری نهایی می باشد عمل آوری نهایی به فرآیند گفته می شود که پس از پرداخت نهایی و پس از این که بهتون بگیردش نهایی خود رسید انجام میشود. از ترکیبات عمل آوری برای عمل آوری میانه یعنی زمانی که پرداخت نهایی انجام شده اما به تو هنوز نهایی خود نرسیده است نیز استفاده می شود گاه نیاز است تا میزان تاخیر انجام شده از سطح بتن در این دوره را کاهش داد و این در حالیست که امکان استفاده مستقیم از آب وجود نداشته و استفاده از روکش  پلاستیک نیز موجب وارد شدن آسیب های مکانیکی به بتن می گردد در چنین شرایطی اسپری کردن ترکیبات عمل آوری مایع پیش از فراهم شدن امکان به کارگیری روش های موثر ترین راه حل مناسبی برای کاهش میزان تبخیر است امکان استفاده از این ترکیبات برای انجام عمل آوری میانی و همچنین رایج بودن استفاده از این روش برای عمل آوری نهایی از مزایای این ترکیبات می باشد بنابراین استفاده از این ترکیبات روش مناسبی برای عمل آوری میانی و همچنین روش مناسبی  است که می توان برای کاهش از دست رفتن رطوبت بتن پیش از به کارگیری سایر روش های موجود برای عمل آوری نهایی همچون عمل آوری با آب و استفاده از پوشش های محافظ به کار گرفت.

 استفاده از ترکیبات عمل آوری به عنوان روشی برای عمل آوری میانی و به دنبال آن استفاده از پوشش های اشباع شده توسط آب به عنوان عمل آوری نهایی بیشتر در پل سازی رایج می باشد ترکیبات عمل آوری بلافاصله بعد از آن عملیات پرداخت از اطراف عرشه پل به روی آن پاشیده شده و پس از خشک شدن آن از گونی خیس و روکش های پلاستیکی استفاده می شود به کارگیری این روش در کنار یکدیگر به معنی زائد بودم و اضافی بودن یکی از این دو روش محسوب نمی شود چرا که ترکیبات عمل آورید یا به اصطلاح استر  قابل تنفس که الزامات مربوط به ASTM 309  و ASTM 301315 را تامین می نماید امکان عبور رطوبت  را فراهم کرده زمان توجه به کیفیت محصول مورد استفاده کاربرد آن در کارگاه و شرایط کارگاه دارای ظرفیتهای متفاوتی در نگهداری رطوبت می باشند از سوی دیگر عمل آوری تر از طریق مستغرق  کردن یا  آب پاشی سطح یا به کارگیری گونه های اشباع و تنها مانده از دست رفتن رطوبت می گردد بلکه آب اضافی برای هیدراتاسیون سیمان را نیز فراهم می کنند که مخصوص برای مخلوط های کم دارای اهمیت میباشد.

از دیگر کاربردهای ترکیبات عمل آوری استفاده آنها برای عمل آوری در هوای سرد است این ترکیبات یکی از بهترین گزینه ها برای این منظور هستند در هوای سرد و پس از محافظت اولیه از بتن برای جلوگیری از یخ زدن آن استفاده از ترکیبات عمل آوری به جای پاشیدن آب میزان خشک شدن را به میزان چشمگیری کاهش داده و شرایط مناسبی را بدون خطر یخ زدگی برای عمل آوری فراهم می کند .  استفاده از این ترکیبات در صورتی که محل مورد استفاده آن در درز اجرایی نبوده و در صورت زدن این ترکیبات پیش از قرار دهی بتن مجاور آن مجاز می باشد. درزهای اجرایی  و سایر محل هایی که قرار است بتن ریزی در مجاورت آن انجام شود باید پیش از اجرای لایحه جدید سطح لایه قبلی تمیز شده و آماده سازی شود با این وجود استفاده از  ترکیبات عمل آوری می توانند موجب تغییر ظاهر بتن شود.

نحوه استفاده مشکلات اجرایی و نکات ایمنی

بر اساس توصیه تولیدکنندگان این ترکیبات پیش از مصرف باید به هم زده شده تا کامل شود و مطابق با دستورالعمل های تولید کننده به طور یکنواخت مصرف گردد پس از آغشته کردن سرش به ترکیبات عمل آوری این ترکیبات در ارتفاع بیشتر به پایین حرکت کنند و همچنین نباید در شیارها تجمع کنند لایه نازک و محکم را تشکیل دهند که در برابر عبور مرور های انجام شده حین ساخت و در سنین کم پس از ساخت مقاومت کنند توانایی نگه داشتن رطوبت مناسبی را داشته باشند

برای اطمینان از پوشش کامل سر توسط ترکیبات عمل آوری داشتن سرعت به این ترکیبات در دو نوبت و در دو جهت عمود بر هم انجام میشود تمام سرد باید به طور کامل پوشیده شود چرا که در صورت وجود نقطه ای کوچک بر روی غشاء آهنگ تبخیر از سطح بتن افزایش میابد سطوحی که داره بافت برجسته هستند می توانند مساحتی بیش از دو برابر سطوح صاف مال کشی شده داشته باشند در چنین مواردی ترکیبات عمل آوری باید در دو نوبت جداگانه مصرف شود به طوری که در زمان اجرای غشای دوم های پیشین کامل آن کهنه شده و رنگ آن از بین رفته باشد استفاده از ترکیبات عمل آوریم به صورت دستی و یا توسط اسپری های تحت فشار با فشاری در حدود0/2  تا 0/7  مگاپاسکال انجام میشود در کارهای با حجم زیاد استفاده از اسپری های تحت فشار به دلیل سرعت بیشتر و توزیع یکنواخت تر مناسب می باشد در کارهای بسیار کوچک مانند مواردی که نیاز به ترمیم است می توان از فرچه های پهن  با موی نرم و یا از غلتک های رنگرزی استفاده کرد میزان و آهنگ مصرف را میتوان با توجه به تعداد ظروف مصرف شده و یا مغازه این اسپری ها محاسبه کرد.

این ترکیبات باید بلافاصله بعد از پرداخت نهایی سطح بتن و پس از تبخیر لایه آب روی سطح بتن  ناشی از آب انداختگی است مورد استفاده قرار بگیرند زمان استفاده از این ترکیبات تاثیر زیادی بر میزان تاثیرگذاری آنها دارد استفاده از این ترکیبات پیش از تبخیر آب موجود بر روی سطح بتن موجب رقیق شدن آن و استفاده با تاخیر از این ترکیبات سبب جمع شدن آنها توسط سطح بتن می گردد.

در روزهای با آب و هوای خشک بگونه یزد ایجاد ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک را به محتمل است به کاربردن ترکیبات عمل آوری بلافاصله پس از پرداخت نهایی و پیش از تبخیر همه آب موجود روی سطح بتن  به پیشگیری از تشکیل این ترک ها کمک می کنند در صورت آهنگ تبخیر از سطح بتن بیش از سرعت آب انداختگی باشد سطح بتن در ظاهر خوش به نظر می رسد در صورتی که آب انداختگی همچنان در جریان است در چنین شرایطی پرداخت بتن یا استفاده از ترکیبات عمل آورید هر دوی آنها می تواند دارای تاثیرات مخربی باشد آب انداختگی در زیر لایه سطحی بتن می شود تشخیص چنین شرایطی در محل کارگاه دشوار بوده و از طرف دیگر به تاخیر انداختن عملیات پرداخت و عمل آوری نیز مشکلاتی را به همراه خواهد داشت. در مواردی تشخیص این مسئله دارای اهمیت باشد می توان براق پلاستیکی شفاف بر روی بتنی که عملیات پرداخت و عمل آوری بر روی آن انجام نشده است  پهن کرد .  و به این ترتیب مانع از تبخیر رطوبت موجود شد در این حالت می توان ناشی از آب انداختگی را در زیر ورق پلاستیکی  مشاهده کرد نتیجه دیگر به کار گیری ترکیبات عمل آوری بر بتن تازه ریخته شده ایم که ظاهرن خوش به نظر می رسد این است که با وجود اینکه تبخیر به طور موقت متوقف می شود اما آب انداختگی می توانند ادامه پیدا کنند و باعث تشکیل ترکهایی در سطح غشای نازک ترکیبات عمل آوری گردد در چنین شرایطی ظرفیت نگهداری رطوبت به مقدار قابل توجهی کاهش میابد زمانی که از ترکیبات عمل آورید برای کاهش میزان از دست رفتن رطوبت ازسطوح قالب بندی شده استفاده می گردد ،  سطوحی که پس از باز کردن قالب در معرض هوا قرار می گیرند باید بلافاصله خیس شده و تا زمان بکارگیری این ترکیبات مرطوب باقی بمانند.

مشکلات ناشی از استفاده

ترکیبات عمل آوری می توانند مانند مناسب لایه  بتن سخت شده و بتن تازه ریخته شده فوقانی شود این ترکیبات چسب های بکار رفته برای اجرای پوششهای کف سازگار نیستند ترکیبات عمل آورید که الزامات مربوط به ASTM C1315  را تامین می کنند دارای ترکیباتی هستند که موجب بهبود چسبندگی ترکیبات عمل آوری می شوند استاندارد آزمایش های ارجاع می دهد برای ارزیابی قدرت پیوند میان کاشی و سایر کفپوشها به این ترکیبات عمل آوری است به همین دلیل پیش از استفاده از این ترکیبات سازگاری آنها در اتصال با مصالح مورد استفاده در مجاورت آنها باید مورد آزمایش قرار گرفته و یا اینکه در صورت لزوم برقراری اتصال به لایه فوقانی از این مساله استفاده نگردد در مواردی که کیفیت اجرا دارای اهمیت باشد برای تعیین سازگاری بین ترکیب عمل آوری  پرداخت سطحی رطوبت بتن  و بافت سطح تمام شده بتن  انجام آزمایش توصیه می شود.

نکات ایمنی

برای استفاده از ترکیبات عمل آوری دارای حلال های فرار در محیط های بسته و یا در نزدیکی محیط های حساسی بیمارستان ها باید احتیاط کرد زیرا ترکیبات فراری که بخار می شوند امکان ایجاد مشکلات تنفسی را به همراه دارند در چنین مواردی باید از قوانین مربوط به استفاده از ترکیبات آلی فرار تبعیت کرد همچنین استفاده از محلول های فرار می توانند محدودیتهای را در حمل و نقل نگهداری و استفاده ازمصالح پر خطر ایجاد کنند.

از سطح بتن که در معرض هوا قرار دارد رخ می دهد دمای زیاد بهتون سرعت زیاد باد و رطوبت کم نرخ تبخیر آب از سطح بتن را افزایش می دهند نرخ آب انداختگی نیز از عوامل مهم اجزای تشکیل دهنده بتن نسبت های اختلاط ضخامت المان مورد نظر و نوع تراکم و پرداخت سطح بتن بستگی دارد ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک معمولاً موازی یکدیگر  بوده و فاصله آنها 3/0 الی 1 متر است .  این ترک ها سطحی بوده و آنها 25 50 میلیمتر می باشد در مواردی که علاوه بر جمع شدگی پلاستیک جمع شدگی ناشی از خشک شدن نیز باعث تشدید شرایط می شود ترک ها می توانند بیشترین نفوذ کنند این ترک ها معمولاً در المان های  بتنی ناز و مانند دال ها رو سازی ها عرشه پلها شب های صنعتی پوشش تونل های سطوح ترمیمی که نسبت سطح به حجم زیادی دارند مشاهده می شود بتن های پرمقاومت که دارای نسبت آب به سیمان کم وهابی مواد پوزولانی (روباره خاکستر بادی و دوده سیلیس) هستند بیشتر در معرض ترکهای ناشی از جمع شدگی پلاستیک قرار دارنداین نوع جمع شدگی در بیشتر مواقع در هفت روز اول پس از قالب گیری بتن رخ می دهد.

جمع شدگی خود به خودی  در زمانی بتن  هنوز به حالت مایع می باشد رخ می دهد شدگی در واقع به سبب تغییر اندازه ساختار و فرج ریز  بتن یا به عبارت دیگر به دلیل کاهش اندازه تخلخل و منافذ بدن رخ می دهد این نوع از جمع شدگی به عنوان تابعی از میزان هیدراتاسیون سیمان در نظر گرفته می شود در واقع مهر که ایجاد این نوجوان شدگی واکنش های شیمیایی است هرچه هیدراتاسیون توسعه میابد حجم مطلق کاهش میابد این تغییر حجم به علت انجام واکنش به این آب و مواد سیمانی تغییر چگالی محصولات واکنش نسبت به مواد واکنش دهنده می باشد چگالی مواد اولیه واکنش از محصولات حاصل از آن کمتر است در نتیجه حجم مصالح موجود در مخلوط بتنای کاهش یافته و جمع شدگی خود به خودی در بطن رخ می دهد. 

در آب و هوای خشک زمانی که اختلاف رطوبت نسبی بین بتن و هوای اطراف آن وجود داشته باشد جمع شدگی حاصل از خشک شدن راه می دهد به طور خلاصه این پدیده به تبخیر آب از سیمان هیدراته شده مرتبط می باشد.هنگامی که سیمان اشتباه در معرض رطوبت ای که کمتر از اشباع است قرار گیرد بدون رطوبت را از منافذ مویینه  بزرگ از دست می دهد و به دنبال آن جمع شدگی در بتن ایجاد می شود در واقع بعد از گیرش نهایی بتن به دلیل تبخیر آب در خلل و فرج بتن و به دنبال آن  کاهش حجم بتن می پیوندد در بطن های پرمقاومت با مقدار آب کمر جمع شدگی حاصل از خشک شدن و جمع شدگی خود به خودی به دلیل اینکه احتمال وقوع ترک های شدید و افزایش می دهد بسیار مضر و خطرناک هستند .  در بتن های با مقاومت معمولی( مقاومت 28 روزه کمتر از 34 مگاپاسکال ) جمع شدگی خود به خودی نسبت به جمع شدگی حاصل از خشک شدن از اهمیت کمتری برخوردار است جمع شدگی به تنهایی باعث ایجاد ترک خوردگی در بتن می شود ایجاد ترک در بتن به این موضوع بستگی دارد که بهتون مفید شده است یا نه است در واقع نیروهای ناشی از قیمت های خارجی یا داخلی است که به واسطه جمع شدگی بتن مفید شده ایجاد می شود باعث ایجاد ترک در عضو بتنی می گردد به این دلیل که بیشتر سازه های بتنی توسط زمین شالوده آرماتور و سایر اعضای سازه موقعیت شده اند و این مسئله باعث ایجاد تنش های کششی می شود که در صورتی که مقدار تنش از مقدار مقاومت کششی بتن فراتر رود سبب پیدایش ترک در سازه بتنی می گردند.یکی از راه هایی که به منظور کاهش ترکهای جمع شدگی به کار می رود استفاده از کاهنده های قوی آب یا فوق روان کننده ها است که به منظور کاهش نسبت آب به سیمان و مقدار سیمان در بتن به کار میروند یکی دیگر از روش هایی که برای کم کردن اثر جمع شدگی در بتن به کار می رود استفاده از بتن جبران کننده جمع شدگی است.

این روش بر اساس انبساط بتن به جای جمع شدگی آن می باشد انبساط بتن در این روش به واسطه ای تشکیل اتریگایت (نوع K ،  کلسیم سولفات آلومینات و یا ترکیبات   بر اساس کلسیم آلومینات ) یا تشکیل کلسیم هیدروکسید ترکیبات بر اساس آهنگ بدست می آید در این روش باید مراقبت های ویژه ای که در زمینه جلوگیری از گیرش سریع کاهش کارپذیری است و از همه مهمتر است زمانی که انبساط توسط این رو شروع می دهد صورت گیرد روش دیگر استفاده از افزودنی های کاهنده جمع شدگی است که در سال 1985 در ژاپن معرفی شدند و در سال 1995 به بازار آمریکای شمالی را پیدا کردند به طور شیمیایی مکانیزم جمع شدگی را بدون ایجاد انبساط تغییر می دهد.

ساختار شیمیایی

 افزودنی های کاهنده جمع شدگی به طور کلی شامل پلی اکسیر آلکیلین آلکیل   اتر و ترکیبات مشابه هستند. بر اساس دستورالعمل های منتشر شده ترکیب کلی افزودنی های کاهنده جمع شدگی به صورت   می باشد . در این ترکیبات A نشان دهنده گروه آلکیل با زنجیره ای از کربن بوده و  و    شامل هیدروژن ، هیدروکسیل ، آلکیل ، فنیل و سیلکو آلکیل هستند . همچنین N نشان دهنده عدد صحیح بین 2 تا 10 می باشد که درجه پلیمریزاسیون ترکیب را مشخص می کند . بسیاری از افزودنی های کاهنده جمع شدگی تجاری موجود در بازار حاوی ترکیبات مخلوط گلیکول اتر می باشند در این فصل نوع سوم افزودنی های کاهنده جمع شدگی که مکانیزم جمع شدگی را تحت تاثیر قرار می دهند بررسی می کنیم.

نحوه عملکرد

علت جمع شدگی ناشی از خشک شدن تبخیر آب از منافذ مویینه در خمیر سیمان هیدراته شده در سطحی از بتون که در معرض هوای محیط با رطوبت نسبی کمتر از منافذ مویینه قرار دارد می باشد داخل منافذ مویینه که  آب آزاد نامیده می شود توسط نیروی مویینگی نگه داشته می شود که هرچه قطر منفذ کمتر باشد ، این نیرو قوی تر خواهد بود زمانی که تنش کششی توسط نیروی کشش مویینه در خمیر سیمان هیدراته شده ایجاد می شود ، تنش حاصله از مقاومت کششی موضعی بیشتر شده و شبب ایجاد ترک در سازه بتنی می گردد.

بر اساس تئوری کشش مویینگی ، مکانیزم جمع شدگی ناشی از خشک شدن بر اساس توسعه تنش سطحی در منافذ کوچک در خمیر سیمان موجود در بتن می باشد . هنگامی که آب داخل منافذ در اثر تبخیر کاهش می یابد ، شکلی هلال مانند در سطح مشترک آب و هوا تشکیل می شود . کشش سطحی در قسمت هلالی دیواره های منفذ را به سمت داخل می کشد و به این ترتیب در اثر این نیروی داخلی وارده ، جمع شدگی در بتن رخ می دهد . مکانیزم این نوع از جمع شدگی خمیر سیمان که توسط کشش سطحی رخ می دهد عمدتا به نسبت آب به سیمان بستگی دارد . از طرفی به نوع و نرمی سیمان و همچنین به سایر مواد به کار رفته در بتن از قبیل افزودنی ها و مواد سیمانی مکمل وابسته می باشد . این موارد بر پراکندگی و توزیع اندازه تاثیر می گذارد .

افزودنی های کاهنده جمع شدگی با کاهش نیروی کشش سطحی آب در منافذ جمع شدگی را کاهش می دهد . افزودنی های کاهنده جمع شدگی در داخل مخلوط بتنی در طول اختلاط ریخنه می شود . بعد از اینکه بتن سخت شد ، این افزودنی در منافذ همچنان باقی مانده و کشش سطحی که منجر به جمع شدگی در اثر خشک شدن می شود را کاهش می دهد . بر اساس نتایج آزمونه های بتنی که در شرایط آزمایشگاهی و در شرایط کارگاهی به دست آمده است ، در صورت استفاده از افزودنی های کاهنده جمع شدگی در دامنه 5/1 تا 2 درصد بر اساس وزن سیمان ، جمع شدگی به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد . همچنین بر اساس برخی دیگر از تحقیقات انجام شده در صورت استفاده از نوع افزودنی ها در محدوده 1 تا 5/2 درصد می توان به مقدار دلخواهی از جمع شدگی بدون اثرات جانبی دست یافت .

کاربرد

استفاده از افزودنی های کاهنده های جمع شدگی در بسیاری از موارد کاربرد دارد . از جمله این موارد می توان به سازه های بتنی پیش ساخته ، سازه های نگه دارنده ها ی آب و بسیاری از دال های افقی از قبیل سقف ، کف و عرشه پارکینگ اشاره کرد . این نوع افزودنی به دلیل حداقل کردن ترک ها ، سبب کاهش درزهای انقباض و انحنا در دال میشود . در سازه هایی که مشکل نشتی آب وجود دارد استفاده از این نوع افزودنی ها سبب کاهش ترک ها خواهد شد . همچنین از افزودنی های کاهنده جمع شدگی در سازه های پیش تنیده به منظور کاهش از دست رفتن نیروی پیش تنیدگی به کار می رود . علاوه بر آن از افزودنی های کاهنده جمع شدگی برای جبران اثر استفاده از سنگدانه هایی با جمع شدگی زیاد استفاده می شود . در مورد آخرین کاربرد ذکر شده باید هزینه استفاده از این نوع افزودنی ها در مقایسه با استفاده از سنگدانه هایی با جمع شدگی کمتر بررسی شود.توصیه میشود که افزودنی های کاهنده جمع شدگی بعد افزودن کلیه افزودنی ها به مخلوط بتنی اضافه گردد . هرچه درصد استفاده از افزودنی های کاهنده جمع شدگی افزایش یابد ، جمع شدگی کاهش می یابد ، به شرط آنکه میزان سیمان سنگدانه و افزودنی های کاهنده جمع شدگی باید ساخته شود تا طرح مخلوط بهینه برای دستیابی به جمع شدگی مد نظر تعیین گردد . باید توجه داشت افزودنی های کاهنده جمع شدگی می تواند با افزودنی های حباب ساز واکنش داده و حباب های هوا را ناپایدار کند.

افزودنی های بتن آب بند یا نم بند بتن

مواد افزودنی آب بند و نم بند ، همان طور که از نام آن ها بر می آید موادی هستند که مانع از نفوذ رطوبت به داخل بتن می شوند و یا انتقال آب به داخل بتن را محدود میکنند نامگذاری مواد افزودنی آب بند و نم  بند بر مبنای نحوه عملکرد آنها در بتن انجام میشود مواد افزودنی آب بند بند مواد اطلاق می شود که نفوذپذیری بتن را کاهش داده و حرکت آزاد آب را در داخل بتن محدود می کنند این مواد در مواقعی کاربرد دارند که بهتون تحت اثر فشار آب قرار دارد از سوی دیگر مواد افزودنی نم بند  موادی دافع آب بوده که تر شدن  بتن را که معمولا به واسطه نفوذ منابع مویینه آب ایجاد می شود کاهش می دهند این مواد آمده اند در حالتی که آب با فشار کم بهسطوح بتنی اعمال می شود مانند خیس شدن سرتون به واسطه بارش باران به کار می رود

مواد افزودنی نم بند  و مواد افزودنی آب بند را می توان در گروه های زیر بر مبنای مشخصات فیزیکی و شیمیایی آنها در گروه های زیر طبقه بندی کرد.

1 - مواد دافع شامل صابون و اسیدهای چرب که با هیدرات سیمان واکنش می دهند

 2- در جامعه بسیار ریز خنثی که به عنوان مصالح پرکننده تخلخل بتن استفاده می شود بدون آنکه در فرایند هیدراتاسیون سیمان شرکت کنند

1- ذرات جامد بسیار ریزی که با مواد حاصل از هیدراتاسیون سیمان واکنش شیمیایی انجام می دهند.

 مواد افزودنی دسته اول عمده چند خاصیت نم بند دارند در حالیکه افزودنی های دست دوم و سوم برای کاهش نفوذپذیری بتن به کار می روند  بنابراین خاصیت آب بندی از خود نشان می دهند همچنین با استفاده مواد افزودنی کاهنده آب نسبت آب به سیمان بتن کاهش یافته و در نتیجه نفوذ پذیری بتن کاهش می آورد .بنابراین در صورت استفاده از مواد افزودنی کاهنده آب به طور غیرمستقیم نفوذ پذیری بتن به دنبال آن دوام بتن به خصوص در برابر چرخه ذوب و یخ افزایش میابد.

ساختار شیمیایی

مواد افزودنی که در زیرگروه شماره 1 قرار می گیرند به طور عمده شامل نمک های کلسیم یا آمونیاک از اسیدهای چرب می باشد مواد افزودنی که بر پایه اسیدهای چرب مایع 

از جمله الیک کاپریلیک و کاپریک هستند به عنوان اجزای اصلی در مواد افزودنی بر پایه اسیدهای چرب به کار میرود نمونه ای از ترکیبات این دسته از مواد افزودنی در جدول 8-1 آورده شده است.

این مواد به صورت مستقیم و بدون نیاز به محدود کردن و افزودن به مقدار آب معلم به مخلوط بتن ای افزوده می شود استار ایکس اسید که ای گروه به طور گسترده استفاده می شود را می توان مستقیما به صورت پودر به مخلوط افزوده  یا در مرحله پیش آمیختند با مصالح پرکننده مانند تالک یا سیلیس به منظور پراکندگی بیشتر در مخلوط بستنی مخلوط کرده یا به صورت امولسیون به همراه آب به کار برد از سوی دیگر بوتیل استیرات  به صورت املوسیون  همراه اب به منظور دستیابی  به پراکندگی بهتر در مخلوط بتن مورد استفاده قرار می گیرد زیرا این ماده در مقایسه با استاریک  اسید واکنش آهسته تری با مواد هیدراته مخلوط می دهد در صورت استفاده از مواد افزودنی برپایه بوتیل استیرات مقدار کمتری نسبت به مواد افزودنی برپایه استاریک اسید  به منظور دستیابی به نتیجه یکسان نیاز است چربی برخی از انواع حیوانات و گیاهان نیز می توانند در این دسته به منظور نم بند  مورد استفاده قرار بگیرد .  این دسته از مواد را هم میتوان هم به صورت امولسیون یا به صورت خمیر به کار برد.

ترکیبات نوع رایج از این مواد در جدول 8-2 نشان داده شده است . این چربی می تواند گریس سفید پیه نهنگ یا روغن سویا باشد .هرچند که اسفاده از این مواد سبب تولید بتنی آب گریز می شود اما از سوی دیگر اثرات متفاوتی روی مقاومت فشاری آن خواهد داشت . امولسیون موم که در این دسته قرار می گیرد ، در اثر حرارت دادن موم تا نقطه ذوب 57-60 درجه سانتی گراد به دست می آید و با عامل امولسیون کننده استفاده می شود که در صورت تماس با محیط قلیایی بتن یک لایه فیر قطبی ایجاد می کند.به طور کلی این دسته از مواد آب بند ، باعث ایجاد لایه ای دافع آب داخل خلل و فرج بتن شده اما این منافذ را مسدود نمی کند . این گروه به طور عمده در مواردی است که هدف استفاده از مواد آب بند جلوگیری از نفوذ آب در منافط موئینه و ورود یون کلر به داخل بتن در شرایطی که بتن تحت فشار هیدرواستاتیک قرار ندارد ، می باشد . در شکل 8-2 و 8-3 این ویژگی نشان داده شده است.

ذرات جامد بسیار ریز می تواند در دو نوع خنثی یا واکنش دهنده به هیدارت سیمان به کار رود . مواد واکنش دهنده با هیدارت سیمان شامل سیلیکات ، خاکستر نرم کوره و پوزولان هایی نظیر خاکستر بادی یا خاک های دیاتومه ای می باشند . ذرات جامد بسیار ریز خنثی شامل گل رختشوی ، تالک ، بتونیت و دیگر پودر های سیلیسی هستند . این نوع از مواد افزودنی آب بند به خصوص مواد برپایه کلسیم و آلومینوم استریت به طور گسترده در صنعت تولید سیمان به کار می رود . کلسیم استریت ها را می توان با آسیاب کردن استاریک اسید با آهک یا سیمان تولید کرد . با این روش ماده ای به دست می آید که دارای 10-30 درصد کلسیم استریت است.

بنابر این این دسته از مواد آب بند  به عنوان چگال کننده عمل کرده و به طور فیزیکی راه های نفوذ آب به داخل منافذ و خلال و فرج بتن  را محدود میکنند سدیم متیل  سیلیکنات  به مقدار محدود   به منظور بازسازی رویه  پل ها در آمریکا و نیز به طور گسترده قابل توجهی کاهش میدهد نخست وزیری را نیز کاهش داده و در زن سبب کاهش مقاومت نمی شود.

نحوه عملکرد

سیمان پورتلند سخت شده بسته به نسبت آب به سیمان اولیه و میزان هیدراته شدن سیمان شامل منافذ و مویینگی در این منابع حرکت می کنند( شکل -8 -5 -الف)مواد افزودنی آب بند و یا نم بند در مواردی که سازه بتنی در معرض رطوبت نمک آب های نمک دار  یا فشار هیدرواستاتیک آب قرار دارد استفاده می شود همچنین جلوگیری از مشکلات مربوط به حرکت آب داخل بتن مانند  تخریب ناشی از چرخه ذوب و یخ خوردگی کربناتاسیون و شور زندگی با استفاده از مواد افزودنی کاهنده نخست وزیری صورت می گیرد

 این حقیقت وجود دارد که با استفاده از مواد افزودنی آب بند  و یا نم بند ،  سطح بتن در سطوح داخلی منافذ با لایه ای از مولکول های استان اسید و دیگر اسید های چرب( شکل 8-5- ب)  و یا ذراتی از موم ها ویا قیر  روکش می شود نتیجه در هر دو حالت ایجاد سطحی شده و سبب افزایش زاویه تماس در برخورد آب با آن می گردد استفاده از هر یک از گروههای مواد افزودنی آب بند  شرایط بهره برداری سازه بتنی بستگی دارد در صورتیکه سازه بتنی تحت فشار استاتیک آب قرار نداشته باشد و عامل اصلی نفوذ آب به داخل بتن از راه منافذ موئینه  باشد از مواد افزودنی دافع آب  و در سایر موارد از مواد افزودنی مانند ذرات پرکننده خوانسار و ذرات جامد بسیار ریز  که با مواد حاصل از هیدراتاسیون سیمان واکنش شیمیایی انجام می دهند استفاده می شود.

در چه خوری در صورت استفاده از مواد افزودنی آب بند بر پایه مواد شیمیایی دافع آب  بتن قادر خواهد بود که در برابر  نفوذ آب ناشی از فشار آب هیدرو استاتیک هست تا تا چندین مقاومت کنند اما در عمل به دلیل اینکه مواد افزودنی کلیه منابع را به طور کامل و یکنواخت پوشش نمی دهند و از طرف دیگر وجود منافذ بزرگ در به طور اجتناب ناپذیر است به تنها می توانند در برابر فشار آبی پی استاتیک در حدود چند سانتیمتر مقاومت کنند و در فشار آب زیاد هستند نفوذ آب رخ خواهد داد.

افزایش زاویه تماس به واسطه استفاده از مواد افزودنی نم بندباعث می شود فشار لازم برای نفوذ  آب به داخل سر مثبت باشد در نتیجه بالا رفتن آب در منافذ مویینه  ناچیز خواهد بود اگر چه در عمل به خاطر پوشش نادرست ممکن است مقداری رطوبت داخل شود البته این مقدار در مقایسه با بتن بدون مواد افزودنی آب بند قابل چشم پوشی است در عمل سطوح بتنی در شرایطی که به طور طولانی مدت در معرض باران و باد قرار بگیرند به دلیل نقص در پوشش آبگریز و نیز حضور حفرات بزرگ  با قطر تا حدود یک میلیون متر که به دلیل تراکم ناقص یا طبیعت بتن در فرم بلوک به وجود می آیند جذب رطوبت رخ می دهد.

افزایش زاویه تماس به واسطه استفاده از مواد افزودنی نم بند بتعث می شود فشار لازم برای نفوذ آب به داخل سطح مثبت می باشد. در نتیجه بالا رفتن آب در منافذ موئینه ناچیز خواهد بود. اگرچه در عمل به خاطر پوشش ناقص ممکن است مقداری رطوبت داخل شود.

تاثیر در بتن

مواد افزودنی آب بند به گونه ای فرمول بندی شدند حداقل اثر را بر روی بتن در حال پلاستیک داشته باشد استفاده از مواد افزودنی آب بندی که فقط بر پایه استیریت آلومینیومی و یا  کلسیمی   اخطاری که اسید در حالت جامد و یا امولسیون قیر و رزینهای هیدروکربن هستند هیچ اثری بر روی حالت پلاستیک بتن در خصوص مقدار هوا کارپذیری و پارامترهای طراحی مخلوط ندارند در صورت استفاده از  امولوسیونهای  موی به دلیل اثر روغنی ذرات بسیار ریز موی و نوع امولسیون کننده ای که به کار رفته است افزایش مقدار هوا در دام 4-5 % شده و در نتیجه ممکن است بر خاصیت فاز پلاستیک بتن اثر گذارند.همچنین استفاده از این دسته از مواد افزودنی در بتن باعث ایجاد تغییراتی در مشخصات بتن تازه که با توجه به پایه شیمیایی به کار رفته برای آنها  اثرات متفاوت خواهند بود در ادامه به بررسی این اثرات پرداخت خواهد شد.

اثر استفاده از مواد افزودنی آب بند بر بتن تازه

بسیاری از اثرات این مواد افزودنی با مواد افزودنی کاهنده آب و مواد حباب ساز مشترک است با این حال برخی از تاثیرات این مواد بر روی خمیر سیمان به شرح زیر می باشد.

آب انداختگی بتن تازه : بنتونیت  و اما لوسیون های مومی  سبب کاهش چشمگیری در نرخ آب انداختگی و میزان آب انداختگی می شود در شکل نتایج استفاده از این ماده افزودنی در مقایسه با بنتونیت و کائولن آورده شده است هرچند استفاده از امام صیانت مامی به اندازه استفاده از بنتونیت موثر نمی باشد اما از نظر اقتصادی به صرفه تر است.

فرآیند هیداراتاسیون : افزودن مواد افزودنی برپایه کاپریلیک کاپری یا استاریک اسید  و یا عمل و سینه های مومی اثری بر روی مشخصات گیره محصولات هیدراتاسیون سیمان ندارد هرچند که اسیدهای چرب غیر اشباع بر روی هیدراتاسیون تری کلسیم سیلیکات (C3S )  اثر ندارد .  اثر قابل توجهی بر روی واکنش مونوسولفات و اترینگایت دارد این پدیده در آزمایش گرماسنجی هم دما در شکل نشان داده شده است.