کنکاشی پیرامون گروت ها

گروت ( دوغاب ) های پیش تنیده

خصوصیات آب انداختگی گروت این انتظار می رود که به علت ته نشینی سیمان های معلق در آب ، جدایی در گروت رخ دهد . بخصوص این مسئله در سازه های پیش تنیده که تفاوت فشار پیش تنیدگی سبب خروج آب از گروت و انتقال به فضای خالی بین لایه ها می شود ، وجود دارد . تراوش ذاتی رو به بالای آب منجر می شود که در مقطع اصلی ، رشته ها خالی از گروت شوند . بنا براین بسیار مهم است که گروت بتواند در برابر آب انداختگی مقاوم باشد و در هنگام حرکت از میان مسیر تاندون های پیش تنیدگی کارایی خود را حفظ کند.

فوق روان کننده های دارای پلیمر های برپایه آبی ، میتوانند به میزان قابل توجهی ویژگی نگه داشت آب را در گروت سیمان افزایش دهند . شکل 7-7 افت روانی گروت سیمان با نسبت آب به سیمان 4/0 که شامل مخلوطی از فوق روان کننده ها ، صمغ و سلولز با وزن مولکولی بالا می باشد را به وضوح نشان می دهد . استفاده از اینپلیمرها باعث می شود که آب انداختگی در حالت سکون کاهش یابد و میزان کل آب انداختگی مخلوط به 5/1 درصد کل آب اختلاط بتن محدود شود . بر حسب نوع ترکیب مواد قوام آور و فوق روان کننده های به کار رفته در گروت ، زمان گیرش ، مقدار هوا در وضعیت سخت شده و مقاومت ( هنگامی که گروت با مخلوط بدون مواد افزودنیمقایسه می شود ) اثرات متفاوتی را از خود نشان می دهد.

* مقدار آب انداختگی مشاهده شده در استوانه مردج 250 میلیمتری در 2 ساعت

** روسوب زیادی مشاهده شده است 

*** این کمیت با اعمال فشاری برابر 10 پوند بر اینچ مربع (95/68 کیلو پاسکال ) به مدت 10 دقیقه به منظور جایگیری گروت در یک کاغذ صافی اندازه گیری می شود .

**** درصد کاهش آب در کل مخلوط بتن

گروت ( دوغاب ) تزریقی

گروت تزریقی ایده آل به گروتی گفته میشود که در هنگام تزریق از لزجت کمی برخوردار باشد تا باعث تسهیل در نفوذ و نگه داشتن آب در هنگام عبور بر روی سطوح جاذب گردد و نیز ذرات سیمان را در هنگامی که تزریق قطع می شود نگه دارد . ترکیب مواد قوام آور و فوق روان کننده ها باعث تولید گروتی با پایایی بسیار خوب ، تسهیل لزجت در هنگام تزریق ، و به ظور مشخص سبب کاهش افت روانی می شود . مثالی از اثر ترکیب مواد افزودنی روی عملکرد گروت تزریقی در جدول 7-3 نشان داده شده است.

گروت ( دوغاب ) بتن پیش آکنده

بتن پیش آکنده به بتنی گفته میشود که ابتدا سنگدانه های درشت در قالب قرار داده میشود ، سپس در روش تولید ، نسبت سنگدانه های مورد استفاده در مخلوط و سیمان مورد نیاز متفاوت است . مقاومت فشاری متداول آن دارای مقادیری در محدوده 15 تا 50 مگاپاسگال است و عموما چگالی بیشتر از بتن معمولی دارد که در دامنه مقادیر 2275 تا 2500 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.در ابتدا بتن پیش آکنده به دلیل مقدار کم جمع شدگی آن در هنگام گیرش و نیاز به حداقل تجهیزات برای ترمیم سازه به کار میرفت . این بتن در کاربردهای بسیاری از قبیل بتن زیر آب ، سازه های بتن حجیم ( بدون آرماتور ) مرمت پوشش تونل ها ، شالوده های خاص باز سازی رویه سد ها ،تعمیر اسکله ها ، سر ریزها و استفاده از سنگدانه هایی با چگالی زیاد در سازه های عمودی و با ارتفاع زیاد است و به آسانی می توان آن را برای بتن زیر آب همانند اجرای بتن بر روی خشکی ، جهت تولید قطعات ضخیم و لاغر به کاربرد .

کیفیت بتن پیش آکنده به کیفیت مخلوط گروت مورد استفاده بستگی دارد و لازم است که این گروت چسبنده و کارا باشد و مقاومت کافی و مورد نظر را در حالت سخت شده تامین کند . مخلوط گروت معمولا شامل سیمان ، ماسه ( با نسبت یک ششم وزنی ) ، مکمل مواد سیمانی ( خاکستر بادی ، دوده سیلیس و سرباره ) آب و مواد قوام آور می باشد . خاکستر بادی و سرباره برای نفوذ ناپذیری ، مقاومت نهایی زیادتر و مقاومت در برابر سایش ( فرسودگی ) کمک می کنند.

گروت ( دوغاب ) برای چاه های نفت

 گروت سیمان با روانی  زیاد با ویژگی نگهدارندگی آب را می توان در گروت پر  کننده فضای بین سازند و لوله های فلزی در ساختمان چاه های نفت به کار برد  این گروت باید دارای روانی زیاد بوده تا از ایجاد  اصطکاک اضافی در حین بتن ریزی جلوگیری کرده و از طرفی  نباید آب را در چاه به دست در نتیجه باید لزجت  برشی کمی داشته باشد تا مانع از آب انداختگی و ته  نشینی شود. آب به سیمان مورد استفاده این نوع بهتون در محدوده 0/38 تا 0/6 ترکیب مواد قوام آورد و فوق روان کننده ها سبب کاهش فشار ناشی از  اصطکاک حس کردند آب آزاد و جلوگیری از ته نشینی می شوند زمانی که گروت اجرا شود فشار هیدرواستاتیک ستون های سیمانی تنها عامل جلوگیری از داخل شدن سیال و گاز از سوراخ  های چاه است . ته نشینی ذرات باعث کاهش چگالی گروه شده و در نتیجه سبب کاهش فشار هیدرو استاتیک می شود بنابراین جلوگیری از ته نشینی گروه سیمان خمیری بسیار حائز اهمیت است.

7-7 نحوه استفاده از مواد قوام آور

بیشتر مواد قوام آور به صورت مخلوط پودری یا به صورت محلول مایع (با مشخص بودن درصد مواد جامد افزودنی) توزیع می شوند در صورت استفاده از محلول مایع مقدار مورد نیاز راحت تر مورد استفاده قرار گرفته و دقت در اندازه گیری آن افزایش میابد مقدار مصرف ماده  قوام آور به عملکرد مورد انتظار بستگی دارد ولی معمولاً در دامنه 0/1 تا 1/5 درصد بر اساس وزن سیمان تغییر می کنند هرچند در موارد خاص میزان مصرف می تواند متفاوت باشد. افزایش لزجت  آب مخلوط منجر به تیکسوتروپی بیشتر بتن شده و مقاومت در برابر جداشدگی را بهبود خواهد بخشید مقدار افزودنی برای گروههای A و B و C دامنه اى از 1 تا 1/5 درصد از وزن آب در داخل مخلوط خواهند داشت و معمولاً در ترکیب با فوق روان کننده ها به کار میروندمیزان غلظت ایجاد شده به مقدار افزودنی و وزن مولکولی جزء اصلی بستگی دارد مواد افزودنی گروه D و E به واسطه خاصیت پرکننده که دارند ساختار تخلخل بتن را تغییر می دهند.نوع پلیمر های محلول در آب که به منظور افزایش غلظت گروپ سیمان ملات و بتن استفاده می شود در جدول 7-4 نشان داده شده است هرچند بسیاری از پلیمرهای که در جدول 7-4 نشان داده شده است را میتوان برای افزایش لزجت  آب مخلوط نیز به کار برد اما از طرفی همه پلیمر های شبه  پلاستیک با سیستم سیمان سازگار نیستند تنها تعداد کمی از آنها را می توان بدون تداخل با مواد افزودنی کاهنده آب و فوق روان کننده ها برای تولید بتنی با میزان چسبندگی کافی و در عین حال حفظ روانی آن به کار برد.

جدول 7-4 انواع پلیمر ها ی محلول در آب

مقادیر مورد استفاده

دامنه مقادیر افزودنی مورد استفاده در پنج گروهی که در قسمت 7-2 توضیح داده شده مطابق زیر است :

گروه A : 2/0 تا 5/0 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
گروه B : 01/0 تا 1/0 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
گروه C : 1/0 تا 5/1 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
گروه D و E 1 تا 25 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
به دلیل اینکه مقدارمواد افزودنی مورد نیاز نسبتا کم است در هنگام توزین مصالح باید دقت نمود چه میزان افزودنی استفاده شده به درستی توزین گردد باید از تجهیزات خود کار مناسب برای پخش کردند و توزیع یکنواخت مواد افزودنی مایع استفاده گردد برای توزین پودرها می توان از پیمانه های با حجم از قبل تنظیم شده استفاده نمود مواد پودری را بر اساس وزن سیمان توزین  نمود محلول های مایع مواد قوام آور مستقیم به مخلوط کن بتن اضافه می شوند.

نحوه اختلاط

در هنگام تولید بتن مواد قوام آور را بعد از اضافه کردن دانه ها در مخلوط کن و پس از اینکه سیکل کوتاهی از فرآیند مخلوط شدن پس از اضافه کردن سیمان طی شده باشد به مخلوط می افزایند بهترین جامع بودن مواد قوام آور به دلیل تمایل آنها به شناور شدن بر روی آب مخلوط مدت زمان اختلاط باید بیشتر شود تا به طور کامل از توزیع یکنواخت مواد قوام آور مطمئن شد در مراحل اولیه اختلاط  خوشگل و کارایی کمی دارد به تدریج که اختلاط ادامه می آورد پلیمرها در آب حل شده و کارایی مخلوط افزایش میابد پیشنهاد می شود که در مراحل اولیه اختلاف محدود و کنترل شده باشد مساله ای نظیر اکسید پلی اتن سلولز اتر  سایر پلی الکترولیت های مصنوعی نمی گیرد و در صورتی که در تماس با قرار گیرند تمایل دارند که توده هایی ایجاد کنند که معمولاً سخت تر در آخر می گردند برای اطمینان حاصل کردن از پخش شدن یکنواخت این مواد در بتن بهتر است که پیش از اضافه شدن به مخلوط در آب حل شده باشند. در مورد اکسید پلی اتیلن پخش کردن تدریجی پول در مقادیر زیاد آبی که شامل کنیم ایزوپروپانول باشد و نیز هم زدن مخلوط می توانند از تشکیل توده جلوگیری کنند همچنین امولسیون حاصله  هنگامی که در دمای انجماد قرار می گیرد ممکن است تشکیل توده دهند این مساله باید تحت شرایط خشک و دمای طبیعی (20 الی 22 درجه سانتیگراد )نگهداری شوند.

مشکلات احتمالی استفاده از مواد قوام آور

هنگامی که مشکلی در رابطه با بتن در محل کار پیش می آیند باید طرح اختلاط کلی و کیفیت  اجزای سازنده امتحان شوند تا اطمینان حاصل شود که برای کاربرد موردنظر مناسب می باشند. بیشتر مواد قوام آور برای کاربرد خاص هستند بنابراین انتخاب مناسب با آن همچون استفاده از مقدار بهینه مهم است بیشتر مواد قوام آوردن مقادیر کم با اثرات کم روی سایر خواص بتن استفاده می شوند. هرچند که استفاده از مقادیر زیاد بر روی چسبندگی اثر گذاشته و باعث افزایش میزان هوای وارد شده می شود برگه مشخصات فنی محصول ارائه شده توسط کارخانه باید شامل راهنمایی در مورد تاثیرات ثانویه محصول باشد استفاده از مواد خام آور بیشتر یا کمتر نسبت به مقدار بهینه ممکن است باعث تاثیرات منفی شود استفاده از مقادیر بیشتر از مقدار بهینه مشکلات زیر را در پی خواهد داشت.

1 - کاهش کارآئی اولیه

2 – دیرگیری

3 – افزایش حباب های هوا

4 – دشواری در تمیز کردن تجهیزات مورد استفاده

استفاده از مقادیر کمتر از مقدار بهینه سبب ایجاد مشکلاتی به شرح ذیر خواهدشد:

1- شسته شدن بیش از حد در بتن زیر آب

2- عدم رفع مشکل آب انداختگی و جداشدگی

3- لزجت کم ، عدم چسبندگی کلفی

مواد قوام آور سبب کاهش روانی مخلوط بتنی می شوند. باید توجه داشت که برای رفع مشکل کاهش روانی نباید به مخلوط بتنی آب اضافه کرد. زیرا این عمل نسبت به آب به سیمان مخلوط تغییر داده و سبب ایجاد مشکلات دیگری نظیر کاهش مقاومت بتن و آب انداختگی می شود. برای رفع این مشکل باید از مواد افزودنی استفاده کرد. اضافه کردن فوق روان کننده ممکن است در غلبه بر کاهش کارایی ناشی از استفاده از مواد قوام آور لازم باشد. مواد قوام آور سبب کاهش روانی مخلوط بتنی می شوند.

بتن پاششی و ملات ترمیمی بتن

بتن پاششی و ملات ترمیمی پاششی در سالهای اخیر در ساخت و سازمهندسی اهمیت افزوده ای یافته است . یکی از ویژگی هایی که در بتن پاششی باید تامین شود حداقل ریخته پاش و بازگشت بتن از سطحی است که بتن بر روی آن پاشیده می شود . چسبندگی زیادی که با استفاده از مواد قوام آور به دست می آید به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش بازگشت می شود .لایه های ضخیم از ملات ترمیمی پاششی بدون مواد افزودنی تند گیر کننده ممکن است از شکم دادگی در سطوح عمودی آسیب ببیند . این مشکل می تواند با استفاده از الیاف ریز کاهش یابد اما با استفاده از مواد قوام آور بیشتر می توان به حل این مشکل کمک نمود.

بتن سبک

اغلب سنگدانه های سبک دارای خلل و فرج و جذب آب زیادتر از سنگدانه های معمولی هستند . این ویژگی سبب می شود آب به آسانی جذب شده و در نتیجه باعث کاهش آب مخلوط و کاهش کارایی بتن شود . پمپ کردن بتن سبک دانه اگر سنگدانه ها قبلا خیس نخورده باشند و اشباع نشده  باشند مشکلات دیگری را ظاهر می کند . فشار ناشی از پمپ شدن سبب داخل کردن آب در سنگدانه ها شده که سبب خشک شدن مخلوط و بسته شدن خطوط پمپ خواهد شد . مواد قوام آور می تواند این مشکل را با کاهش میزان آب قابل جذب مرتفع کند . علاوه بر آن استفاده از سنگدانه های نیمه اشباع در بتن سبک را امکان پذیر نماید . مواد قوام آور مزیت دیگری در بتن سبک نیز دارند و آن بهبود همگنی بتن است . چگالی کم سبک دانه ها باعث غوطه ور شدن آن ها در بتن هایی با کارایی زیاد می شود ، مواد قوام آور باعث افزایش لزجت خمیری شده و از غوطه ور شدن جلوگیری کرده و مخلوط را همگن نگه می دارد .

بتن نیمه خشک پیش ساخته

محصولات بتنی ساخته شده از بتن نیمه خشک به مقدار حداکثر محدود گردد . برقراری تعادل بین آب مورد نیاز برای مقاومت اولیه و آب مورد نیاز برای تراکم وهیدراتاسیون سخت امکان پذیر میشود . استفاده از مواد قوام آور باعث افزایش محدوده میزان بهینه آب مورد استفاده می شود.

بنابراین در صورت استفاده از مواد افزودنی قوام آور در بتن می توان بسیاری از مشکلات رایج در بتن های نوین را بهبود بخشید و یا به طور کامل رفع نمود . در جدول 7 -2 ، مشکلات رایج در انواع بتن های نوین و نحوه اثر گذاری ماده افزودنی قوام آور به طور خلاصه بیان شده است :

ساختار شیمیایی و نحوه عملکرد افزودنی ها و فوق روان کننده های بتن

اکثر  مواد قوام آور بر پایه رشته مولکولی پلیمرهای سنگین هستند که میل ترکیبی زیادی با آب دارند . با برهم کنش گر.ه اصلی از مولکول ها با آب و سطح ریزدانه ها ، مواد قوام یک ساختمان سه بعدی را در فاز مایع مخلوط تشکیل می دهند که لزجت و / یا تنش تسلیم خمیر سیمان را افزایش میدهد . مقاومت این ساختار سه بعدی رویبتن اثر گذاشته که باعث افزایش تنش تسلیم می شود .

برخی از مواد قوام آور بر پایه مواد غیر آلی از قبیل سیلیس کلوئیدی هستند که دارای ساختار آمورف (بی شکل ) ذرات کوچک نامحلول و غیر قابل انتشار میباشند که اگر چه بزرگتر از اندازه مولکول هستند اما به اندازه کافی کوچک هستند که بدون ته نشینی در آب معلق باقی بمانند با برهم کنش یونی بین سیلیس و کلسیم سیمان  یک ژل  سه بعدی ایجاد می شود که باعث افزایش لزجت و یا تنش تسلیم خمیر سیمان می شود سه بعدی به کنترل رئولوژی مخلوط کمک می کنند و باعث بهبود بخشیدن به توزیع یکنواخت و معلم بودن ذرات سنگدانه ها می شود مواد قوام آور را می توان بر طبق کنش فیزیکی شان در بتن به صورت زیر طبقه بندی کرد :

1 – گروه A

این گروه شامل پلیمرهای مصنوعی و طبیعی محلول در آب است که منجر به افزایش لزجت  آب اختلاط می شوند  گروه A  شامل اترهای سلولوزی نشاسته ژلاتینی اکسیدپلی اتیلن آلودگی نیز (نمک اسیدی که در سواحل آمریکا یافت می شود) ، کرجینن  (ماده کلویید ای که از جلبک دریایی قرمز خوراکی به دست می آید) ، پلی اکریلامید ، پلیمر های کربوکسی زینب و الکل پلی لینک می باشند.

2 – گروه B

لخته کنندهای آلی محلول در آّ ، که با تاثیر بر روی ذرات سیمان و افزایش لزجت از طریق افزایش جاذبه بین ذره ای به صورت جذب سطحی عمل می کنند . این مواد شامل استایرن دو پلیمره ( مایع روغنی که در تولید پلاستیک مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرد ) با گروه کربوکسی ، پلی الکترولیت های مصنوعی و صمغ طبیعی می باشند.

3 – گروه c

امولسیونی از مواد آلی متنوع ، که منجر به افزایش جاذبه بین ذره ای شده و همچنین ذرات بسیار نرمی را در خمیر سیمان توزیع می کند . این گروه شامل موادی هستند که حاوی امولسیون آکرلیک و رس آبدار پراکنده شده هستند .

4 – گروه D

مواد غیر آلی با سطح مخصوص زیاد یا خصوصیت سطحی غیر معمول که ظرفیت نگه دارندگی آب در مخلوط را افزایش می دهند . این گروه شامل رس بسیار نرم ( بنتونیت) ، سیلیکای آذرین ، سیلیکا فوم تغلیظ شده ، پنبه نسوز آسیاب شده و سایر مواد الیافی می باشند .

5 – گروه E

مواد غیر آلی ریزدانه های خمیر ملات را افزایش می دهند و به این وسیله باعث افزایش تیکسوتروپی مخلوط می گردند مانند خاکستر بادی ، آهک هیدراته ، کائولن ، خاک سنگ و سایر مصالح پوزولانی خام .

ساختار اولیه مواد گروه A ، رشته بلندی از شش کربن زنجیره ای که زنجیرها از دو طرف متصل هستند می باشد . این گروه موادی با وزن مولکولی بالا هستند که لزجت را در محلول از طریق پیوند هیدروژنی افزایش می دهند . برخی از افزودنی های خاص که عناصر هیدروفوبیک قابل توجهی ندارند ( از قبیل پلی ساکاریدهایی با وزن مولکولی زیاد ) در برابر نمک و کاتیون مقاوم تر بوده ، در برابر تغییرات pH و دما پایدار بوده و کف ( حباب های ریز ) تولید نمی کنند . این ویژگی به پیوندهای درون ذره ای هیدروژن بین قسمت های اصلی و کناره های زنجیره و نبود واکنش در سطح مشترک هوا / آب نسبت داده می شود . عملکرد پلیمر ها در بتن را بر اساس خصوصیات زیر می توان تفکیک کرد.

1 – قابلیت افزایش لزجت در مقادیر مصرف کم

2 - کاهش ته نشینی دانه های مخلوط در وضعیت خمیری

3 - کنترل آب انداختگی

3 – تحمل مقادیر زیاد نمک

5  سازگاری با سایر افزودنی ها از قبیل مواد کاهنده آب و فوق روان کننده

6 – قابلیت ایجاد لزجت مناسب در سرعت برشی کم

7 – 3 نحوه عملکرد

عملکرد کلیه مواد قوام آور تغییر دادن خاصیت رئولوژی در خمیر سیمان است بتن تازه می تواند به صورت پایه ای توسط تنش تسلیم لزجت خمیری تعریف شود:

تنش تسلیم نیروی مورد نیاز برای حرکت را بیان می کنند تنش تسلیم به کارایی بتن تازه بستگی دارد و می توانند توسط آزمایش هایی نظیر اسلامپ ارزیابی شود .

1- لزجت خمیری مقاومت در مقابل جاری شدن ناشی از تنش های خارجی را بیان می کنند . لزجت 

توسط  اصطکاک داخلی ایجاد شده و سرعت جاری شدن بتن به لزجت  خمیری آن بستگی دارد.

 همانطور که در شکل 7-2 نشان داده شده است لزجت   خمیری در بتن خودتراکم را میتوان توسط اندازه گیری زمان T50  در هنگام آزمایش روانی اسلامپ یا توسط زمان جریان از قیف v شکل  ارزیابی کرد.

 ایجاد تعادل بین تنش تسلیم و لزجت  خمیری کلید اصلی دستیابی به خواص مناسب خود تراکمی در بتن است  مواد قوام آور  باعث تغییر خاصیت رئولوژی به تن از طریق افزایش لزجت  خمیری می شود از سوی دیگر معمولاً تا حدی باعث افزایش تنش تسلیم و کاهش روانی می شوند افزودنی هایی که تنش تسلیم را کاهش میدهند روان کننده نامیده می شوند که معمولاً همراه با مواد قوام آور برای بهینه کردن تنش تسلیم به کار می روند به عبارت دیگر استفاده از مواد اقوام آور باعث افزایش لزجت  روانی باید تنش تسلیم مخلوط بتن را با استفاده از مواد افزودنی روان کننده کاهش داد بنابراین مواد قوام آور یکی از  اعضای خانواده مواد افزودنی هستند که برای عملکردهای خاصی طراحی می شوند از قبیل :

1 - کاهش جداشدگی در بتن هایی بار روانی زیاد یا خود تراکم

2 - کاهش شسته شدن سیمان در بتن های زیر آب

3 - کاهش خطر جدا شدگی و آب انداختگی در به تنهای پمپ شونده

4 - جبران کردن دانه بندی ضعیف به خصوص کمبود ریز دانه ها در ماسه

5 - کاهش مقدار مواد پودری لازم در بتن خود تراکم

6 - کاهش آب انداختگی در بتن

7 - بهبود دادن مقاومت اولیه در بتن نیمه سخت شده

8 - بتن ریزی های حجیم ( زیرا از ایجاد حباب های هوا بر روی سطح بتن جلوگیری کرده و بدین وسیله نیاز به پرداخت زیاد   در سطح بتن را کاهش میدهد)

9 - برای تزریق گروت در مجراهای آرماتور بتن پیش تنیده

در صورت به کارگیری مواد قوام آور در بتون انتظار می رود که اثرات زیر مشاهده شود:

1 - خصوصیات چسبندگی قابلیت حرکت و خودت ترازی افزایش میابد

2 - زمان گیرش در بتن حاوی مواد قوا ما و بر پایه  سلولوز اتر  افزایش می آورد در بتن هایی که حاوی مواد قوام آور و آکریلیکی هستند زمان گیرش افزایش می یابد مگر زمانی که با فوق روان کننده ها ترکیب شوند.

3 – مقاومت در برابر جداشدگی هنگامی که بتن به داخل آب ( بوصورت سقوط آزاد ) ریخته می شود افزایش می یابد .

4 – با افزایش مقدار افزودنی مقدار pH و کدی آب کاهش می یابد .

5 – به دلیل قدرت نگهداری زیاد آب که این افزودنی ها در بتن به وجود می آورند به ندرت آب انداختگی به وجود می آید .

6 – برخی از افزودنی های گروه A ، B  و C  دارای خصوصیاتی ذاتی فعال سطحی یا سورفکتانت هستند که سبب کاهش کشش سطحی فاز آبی مخلوط می شوند .

سورفکتانت ها موادی هستند که به عنوان مواد افزودنی حبابساز در بتن به کار می روند . به این ترتیب مقدار افزودنی بیش از مقدار بهینه ممکن است منجر به ایجاد حباب هوای ناخواسته شود .

7 – مقدار اندکی کاهش مقاومت فشاری ، به خصوص در سنین اولیه در مخلوطهایی با مقدار سیمان متوسط حاصل می شود . مقدار کاهش مقاومت به مقدار افزودنی ، به مقدار هوای اضافی وارد شده در مخلوط ، به اسلامپ یا میزان روانی و همچنین میزان تاخیر افتادگی گیرش بستگی دارد.

8 – نوع افزودنی و میزان استفاده به نحوی که استفاده از مقدار آب بیشتر در مخلوط را ایجاب کند باعث افزایش جمع شدگی ناشی از خشک کردن خواهد شد .

در شکل 7 – 3 برای یتنی با نسبت آب به سیمان 45/0 مقدار آب شستگی برای 1،2،3 سقوط در دو حالت بتن شاهد و بتن حاوی مواد قوام آور نشان داده شده است . همانگونه که ملاحظه می شود با افزودن مواد قوام آور مقدار آب شستگی ( افت وزن بتن ) به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش یافته است .

 سازگاری با سایر افزودنی ای شیمیایی

از آنجاییکه بسیاری از مواد گروه A  ، B و C دارای خصوصیات ذاتی فعال سطحی یا سورفکتانت ، در هنگام استفاده از این مواد با سایر افزودنی ها از قبیل کاهنده های آب باید اثرات جانبی آنها بر روی ویژگیهای بتن خمیری و سخت شده مانند تاخیر زمان گیرش یا هوای اضافی  وارد شده در نظر گرفته شود . مولکول های  موادی با فعالیت سطحی کمتر برای جذب شدن بر روی ذرات سیمان با مواد فوق روان کننده رقابت می کنند به این دلیل میزان استفاده از مواد فوق روان کننده باید افزایش پیدا کند .

البته باید توجه داشت که اکثر مواد شیمیایی علاوه بر اثرات مورد نظر ، تاثیرات ثانویه نیز بر بتن بر جای می گذارند و مواد قوام آور نیز از این دسته مستثناء نیستند . اکثر مواد قوام آور اثر کمی هم روی خواص بتن در حالت تازه و سخت شده دارند اما اگر در مقدار زیاد استفاده شوند روی زمان گیرش و یا روی مقدار و پایداری حباب های هوای وارد شده اثر می گذارند . استفاده کنندگان از مواد قوام آور باید به برگه ی مشخصات ماده افزودنی که توسط کارخانه سازنده ارائه می شود ، مراجعه کنند تا اطلاعات خاص را در مورد مقدار مصرف پیشنهادی و اثرات این ماده افزودنی دیگر ویژگی های بتن را بیابند .

بتن های پر مقاومت

شرکت فنی مهندسی کلینیک بتن ایران :: مقالات علمی بتن
بتن پر مقاومت بتنی است دارای مقاومتی برابر یا بیش...

بتن پر مقاومت بتنی است دارای مقاومتی برابر یا بیش از  41 مگاپاسکال باشد نسبت آب به سیمان در این بتن ها از 0/25  برای مقاومت بیش از 80 مگا پاسکال در سن 56 روزه تا 0/4  برای برخی بتن ها در سن 28 روزه متغیر است . مهمترین عوامل در تولید بتن پر مقاومت عبارت است از کاربرد سیمان مناسب در تامین مقاومت های زیاد نسبت آب به سیمان کم و سنگدانه های با مقاومت زیاد و  تمیز که دارای اندازه و دانه بندی مناسبی باشند روش جایزه ای به تن و میزان تراکم  آرماتور ها تعیین کننده بزرگترین اندازه سنگ دانه و دانه بندی مصالح سنگی می باشد استفاده از نسبت آب به سیمان کم مهمترین گام برای دستیابی به بتن پر مقاومت است در عمل با استفاده از افزودنی های فوق روان کننده به دست می آیند. 

در صورتی که نسبت آب به سیمان کمتر از 0/35  باشد معمولاً افزودنی فوق روان کننده برای کنترل مقدار آب اختلاط در محل تولید بتن به مخلوط اضافه شده و در مرحله بعدی به منظور تسهیل قرار دهید مقداری افزودنی نیز در پای کار به بتن اضافه می شود برای مثال در مخلوطی با نسبت آب به سیمان 0/33  و آب اختلاطی در حدود 150 کیلوگرم بر مترمکعب می توان از مقادیر معمول افزودنی برای  ایجاد اسلام پی معادل 100 تا 150 میلی متر استفاده کرد بتن به پای کار و پیش از بتن ریزی برای دستیابی به اسلامپ  مطلوب جهت پمپ کردن بتن  و با توجه به روش بتن ریزی می توان برای مرتبه دوم مقدار از افزودنی را به مخلوط اضافه کرد این  روش دو مرحله ای در اضافه کردن افزودنی تاخیر ایجاد شده در زمان گیرش را کاهش می دهد و به خصوص برای بتن ریزی دال  و مواقعی که عملیات پرداخت از طریق مال کشی انجام میشود بسیار پرکاربرد  می باشد.

بتن پیش ساخته / پیش تنیده -  روند سریع کسب مقاومت کوتاه مدت تسهیل جای دهید و گردش سریع تر قالب ها در پروژه از مزایایی هستند که در بتن هایی با نسبت آب به سیمان کم در ساخت قطعات پیش ساخته و پیش تنیده به خوبی شناخته شده هستند. قطعات پیش ساخته معمولاً از نظر هندسی به گونه ای هستند که بتن ریزی آنها نیازمند بتن هایی با اسلامپ زیاد است.و علاوه بر این برای تفریح در کاربرد مجدد قالب ها بتن مورد استفاده در این قطعات باید روند کسب مقاومت سریعی داشته باشد.

 اضافه کردن آب به بتن برای افزایش اسلامپ روند کسب مقاومت را کند کرده در حالی که استفاده از افزودنی های فوق روان کننده و افزایش اسلامپ در مقدار آب ثابت به تسریع روند  کسب مقاومت نیز کمک می کنند استفاده از افزودنی فوق روان کننده برای تولید بتن خود تراکم در نسبت آب به سیمان برابر یا کمتر از بتن معمولی سرعت تولید را افزایش داده نیاز به ترمیم اشکالات موجود در سطح بتن را برطرف میکند . نمونه ای از قطعات بتنی پیش ساخته شده در شکل 3-24 نشان داده شده است در این قطعات از بتن خود تراکم با مقاومت 55 مگاپاسکال استفاده   شده   است.

بتن های تزیینی -  بهترین های تزئیناتی همواره در معرض دید بوده و به همین دلیل نیازمند تمهیدات خاصی در مورد انتخاب مصالح قالب بندی جایده ای و پرداخت برای دستیابی به ظاهر مورد نظر می باشند بتن های تزئیناتی باید  ظاهر مناسب و  یکنواختی داشته و اشکالات موجود در آنها حداقل باشد باید تا حد ممکن طرح قالب را به خود بگیرد و به همین دلیل باید از کارایی زیادی برخوردار باشدطرح اختلاط بهینه فروش تراکم مناسب باید با ساخت طرح اختلاط های مقدماتی و امتحان طرح های اختلاط در قالب های آزمایشی تعیین شود در صورت استفاده از افزودنی های فوق روان کننده در ساخت بتن تزیینی برای دستیابی به رنگ یکنواخت در کل قطعات استفاده از افزودنی باید در طول مدت ساخت قطعات استفاده شود فشار وارد بر غالب در بطن های روان می توانند به طور غالب توجهی بیش از فشار وارد بر قالب در بطن های معمولی باشد به همین دلیل در صورت استفاده از چنین به تنهایی باید از قالب هایی با مقاومت بیشتر استفاده شده و قالبها به گونه مناسبی در گیری شود در صورت عدم رعایت مواردی از این دست احتمال در رفتن قالب تشکیل خود در راستای درز قالب ها و شن زدگی  بتنوجود دارد نمونه ای از بهترین های تزیینی که در آن از افزودنی فوق روان کننده استفاده شده است در شکل 3-25 نشان داده شده است.

سازه های پارکینگ و پل – سازه های پارکین ها و پل ها به دلیل اینکه در معرض عوامل مخرب زیادی قرار داردند معمولا باید دارای نسبت آب به سیمان و نفوذ پذیری کم باشند . این بتن ها معمولا دارای مواد حباب ساز بوده و باید جایدهی، تراکم پرداخت و عمل آوری آنها به سیمان 4/0 و کمتر را که دارای قابلیت پمپ پذیری و جایدهی مناسبی هستند را فراهم می کند . کاهش مقدار تخلخل بتن با تراکم مناسب عین حفظ مقدار کافی از حباب های هوا در این بتن ها اهمیت ویژه ای دارد.

پرداخت بیش از حد سطح بتن موجب کاهش مقدار هوا در لایه سطحی می شود. معمولاً در طول عملیات پرداخت برای جلوگیری از تشکیل ترکهای ناشی از جمع شدگی ترکیباتی که تبخیر سطحی را به تاخیر می اندازند بر سطح بتن اسپرى می شوند.در صورت بروز ترک نمک های یخ زده راحت تر به داخل بتون نفوذ کرده و موجب خوردگی آرماتورها در بتن مسلح می شوند.به تنهای حاوی افزودنی های فوق روان کننده خطا در نسبت آب به سیمان مشابه با بتون بدون افزودنی دارای نفوذ پذیری کمتری بوده و به تبع آن مقاومت بهتر در برابر نفوذ یون کلر می باشند. این مسئله به دلیل بهبود وضعیت ریز ساختار بتن های حاوی افزودنی فوق روان کننده در اثر افزایش بهره وری مصرف سیمان است.

سازه های با الگوى  تکرار شونده - این پروژه ها شامل سازه هایی با سقف های پی درپی و تکرار شوند بوده و سرعت ساخت در آنها دارای اهمیت زیادی می باشد. نمونه ای از این سازه ها در شکل 3 -26 نشان داده شده است. چنین سازه های نیازمند مقاومت هشت ساعته بیش از 10 مگا پاسکال و مقاومت یک تا سه روزه حدود 20 مگاپاسکال می باشند تا امکان جابجایی قالب ها و جک های نگهدارنده وجود داشته باشد معمولاً در ساخت چنین سازه هایی از بهترین های روان دارای افزودنی های فوق روان کننده استفاده می شود زیرا مقاومت کوتاه مدت آنها مناسب بوده به راحتی پمپ شده و جایدهى  آنها سریع تر انجام میشود. امکان ساخت بتن روان با نسبت آب به سیمان کم برای دستیابی به مقاومت کوتاه مدت زیاد در سنین اولیه ضروری بوده و این امر تنها از طریق استفاده از افزودنی های فوق روان کننده امکان پذیر می باشد. در فصول سرد برای جبران کند گیری بتن می تواند افزودنی های تند گیر کننده غیر کلردار یا سیمان تیپ 3 در کنار افزودنی فوق روان کننده استفاده کرد.

بتن حجیم – قطعات بتنی که ضخامت آن ها بیش از 6/0 متر است مشکلاتی را در زمینه جایدهی ، تراکم ، زمان گیرش ، گرمای تولید شده ، جمع شدگی و ترک خوردگی ایجاد می کنند . در چنین مواردی باید عیار مواد سیمانی و مقدار آب اختلاط برای کاهش گرمای ایجاد شده و تغییرات ابعادی به حداقل رسانده شود . در عین حال کارپذیری کافی برای جایدهی و تراکم بتن در مقاطع بزرگ که گاهی دارای تراکم زیاد آرماتور نیز هستند نیاز است . استفاده از افزودنی های فوق روان کننده برای ساخت چنین بتنهایی بسیار حائز اهمیت می باشد . نمونه های از این بتن ریزی های حجیم که در ساخت آن از افزودنی های روان کننده استفاده شده است در شکل 3-27 نشان داده شده است.

طریقه اضافه کردن فوق روان کننده ها به بتن

اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده در محل › : یکی از فواید اضافه کردن افزودنی های فوق روان کننده در محل تولید بتن این است که کنترل روانی بتن معمولاً توسط یک فرد مشخص انجام میشود.  در واحد مرکزی تولید بتن باید دستورالعمل ها و روش های برای اندازه گیری و کنترل نسبت آب به سیمان و اسلامپ بتن پیش از اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده وجود داشته باشد.  این روش ها میتواند شامل اندازه گیری اسلامپ سنج باشد . اسلامپ سنج دستگاهی مکانیکی است که معمولا در واحد های مرکزی تولید بتن استفاده شده شده و برای تخمین مقدار اسلامپ بتن از روی جریان الکتریکی مورد نیاز برای چرخش تیغه های مخلوط کن به کار می رود . در صورتی که از افزودنی های دیگری نیز در کنار افزودنی فوق روان کننده گردد، این افزودنی ها باید به صورت جداگانه در مخلوط کن اضافه شوند به صورتی که در حین توزیع بایکدیگر تماسی پیدا نکنند. 

اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده در پای کار: در صورتیکه افزودنی فوق روان کننده در پای کار به مخلوط بتنی اضافه کردن اقدامات ابتدایی باید مطابق با آنچه پیش از این گفته شد انجام گردد از سوی دیگر در صورتیکه برای اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده از مخازن متصل به تراک  استفاده می شود اقدامات دیگری نیز باید در دستور کار قرار داده شوند. با توجه به اینکه این اقدامات چندان رایج نمی باشند رانندگان تراک  باید از قبل برای انجام این اقدامات آموزش های لازم را دیده باشند معمولاً در کارگاههای تولید بتن آماده افزودنی فوق روان کننده به وسیله پیمانه های توزین شده و توسط راننده در مخزن تراک ریخته می شود این فرآیند نیازمند هماهنگی هایی بوده راننده تراک باید از قبل نسبت به دریافت افزودنی فوق روان کننده بار بتن  آگاه شده باشد علاوه بر این رانندگان کامیون مخلوط کن باید آشنایی های لازم جهت کار کردن با شیر آلات و تجهیزات مربوط به  مخزن افزودنی را کسب کرده و از اینکه افزودنی به درستی در مخزن متصل به تراک تخلیه شده است مطمئن گردند.

در پای کار و پیش از اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده اسلامپ بتن باید اندازه گیری شده تا از قرار گرفتن روانی به تن در محدوده هدف معمولاً در محدوده 50 تا 75 میلیمتر اطمینان حاصل شود آغاز عملیات ساخت بتن باید نسبت به اقداماتی که میتوان در صورت عدم دستیابی به اسلام به هدف انجام داد تصمیم گیری بهترین نتیجه افزودنی به طور مستقیم بر روی بتن تخلیه گردد برای این کار باید بخش مخلوط کن کامیون در جهت مخالف بچرخد تا بهتون به سمت انتهای مخلوط کن آمده و امکان اضافه کردن افزود نیز به طور مستقیم بر روی بتن فراهم گردد در حین تخلیه افزودنی درون مخزن تراک  باید مراقب بود که برخورد افزودنی با تیغه مخلوط کن موجب سرازیر شدن افزودنی از شوت تراک  نگردد در چنین شرایطی در صورتیکه تراک در محل تخلیه بتن باشد احتمال تجمعی افزودنی در پمپ بتن و یا در بخشی از باکت  بتن ریزیوجود دارد بار بتن باید با سرعت اختلاط 18 تا 22 دور  در دقیقه مخلوط شده و تا زمانی که به توان مطمئن بود که روانی بتن در کل بار یکسان است عملیات اختلاط انجام گیرد چنین وضعیتی معمولاً نیازمند 70 تا 100 اختلاط در تراک می باشد.

برخی کاربرد های رایج افزودنی های فوق روان کننده

افزودنی های فوق روان کننده می توانند به گونه ای موثر برای تامین انواع الزامات در پروژه ها به کار گرفته شود تولیدکنندگان بتن می توانند از افزودنی های فوق روان کننده برای افزایش اسلامپ بدون اضافه کردن آب استفاده بهینه از سیمان و تامین مقاومت مورد نیاز استفاده کنند  پیمانکاران نیز می توانند از بتن های  روان برای تسهیل و تسریع فرآیندهای جایدهی  و تراکم استفاده کنند تسهیل فرآیندها این امکان را ایجاد می کنند که نیروی انسانی کمتری به کار گرفته شده عملیات ساخت با سرعت بیشتری انجام شود و در نتیجه سودآوری پروژه افزایش یابد در ادامه نمونه ای از کاربرد مواد افزودنی فوق روان کننده بررسی می شود.