از مواد افزودنی کاهندهی آب برای کاهش مقدار آب مورد نیاز در مخلوط بتن برای رسیدن به اسلامپ مورد نظر، کاهش نسبت آب به سیمان، کاهش حجم سیمان یا افزایش اسلاماپ بتن استفاده میشود. کاهندههای آب معمولاً بین 5 تا 10 درصد از حجم آب در بتن را کاهش میدهند. اضافه کردن افزودنی کاهندهی آب بدون کاهش مقدار آب در آن میتواند بتنی با اسلامپ بیشتر تولید کند. هر چند نرخ کاهش اسلامپ تغییری نمیکند و در برخی موارد حتی افزایش نیز مییابد (نمودار پایین). کم شدن اسلامپ بتن در زمان کوتاه، باعث کم شدن کارایی بتن و کاهش فرصت برایبتنریزی میشود.
در این نمودار نرخ کاهش اسلامپ در سه بتن مختلف نمایش داده شده. همان طور که مشاهده میکنید، اضافه کردن کاهندهی آب باعث کاهش نرخ کم شدن اسلامپ نمیشود و حتی شیب آن را بیشتر نیز میکند. نمودار افقی نشاندهندهی زمان با واحد دقیقه و نمودار عمودی نشاندهندهی مقدار اسلامپ به میلیمتر میباشد.
افزودنیهای کاهندهی آب، به دلیل آن که نسبت آب به سیمان را در بتن افزایش میدهند، باعث بالا رفتن مقاومت بتن میشوند. برای بتنهای مختلف در شرایط مشابه، مقاومت بیست و هشت روزهی بتنی که در آن از کاهندهی آب استفاده شده، بین ده تا بیست و پنج درصد افزایش داشته است. با وجود این که این نوع افزودنیها، باعث کاهش آب در بتن میشوند و تصور عمومی این چنین است که باید جمع شدگی را نیز کاهش دهند، اما مشاهدات و تحقیقات نشان داده که مقدار جمع شدگی به دلیل تبخیر را بیشتر نیز میکنند. هر چند معمولاً نقش کاهندههای آب در مقایسه با دیگر عوامل ایجاد جمع شدگی در بتن، خیلی کمتر است. استفاده از کاهندهی آب برای کاهش مقدار سیمان و آب درمخلوط بتن، با ثابت نگه داشتن نسبت آب به سیمان، در مقاومت فشاری بتن تغییری ایجاد نمیکند یا آن را کاهش میدهد؛ همچنین میتواند باعث کاهش نرخ اسلامپ نیز شود.
افزودنیهای کاهندهی آب بر پایهی مواد شیمیایی استفاده شده در تولیدشان، میتوانند باعث کاهش، افزایش یا عدم تغییر مقدار آب انداختگی بتن شوند. کاهش آب انداختگی در سطوح صافی که شرایط خشک شدن سریع را دارند، مشکلاتی ایجاد میکند. از کاهندههای آب میتوان برای ایجاد تغییرات در زمان گیرش استفاده کرد؛ البته در صورت عدم نیاز به تغییر زمان گیرش، کاهندههایی نیز وجود دارند که در زمان گیرش تغییر چندانی ایجاد نمیکنند.
کاهندههای نوع A تاثیر کمی بر روی زمان گیرش دارند، در حالی که کاهندههای نوع D زمان گیرش را عقب میاندازند. کاهندهی نوع E نیز به گیرش بتن سرعت میبخشد. کاهندهی نوع D، زمان گیرش را بین یک تا سه ساعت عقب میاندازد. برخی از مواد کاهندهی آب، میتوانند در بتن هوازایی کنند. افزودنیهای لینگین، مقدار هوای موجود در بتنرا بین 1 تا 2 درصد افزایش میدهد. همچنین بتنهایی که در آنها از افزودنیهای کاهندهی آب استفاده شده، احتباس هوای بهتری دارند.
تاثیر افزودنیهای کاهندهی آب بر روی عملکرد بتن به عواملی همچون ترکیب شیمیاییشان، دمای بتن، ترکیب سیمان و مرغوبیت آن، مقدار و حجم سیمان و وجود دیگر افزودنیها بستگی دارد.
از مواد افزودنی کاهندهی آب برای کاهش مقدار آب مورد نیاز در مخلوط بتن برای رسیدن به اسلامپ مورد نظر، کاهش نسبت آب به سیمان، کاهش حجم سیمان یا افزایش اسلاماپ بتن استفاده میشود. کاهندههای آب معمولاً بین 5 تا 10 درصد از حجم آب در بتن را کاهش میدهند. اضافه کردن افزودنی کاهندهی آب بدون کاهش مقدار آب در آن میتواند بتنی با اسلامپ بیشتر تولید کند. هر چند نرخ کاهش اسلامپ تغییری نمیکند و در برخی موارد حتی افزایش نیز مییابد (نمودار پایین). کم شدن اسلامپ بتن در زمان کوتاه، باعث کم شدن کارایی بتن و کاهش فرصت برایبتنریزی میشود.
در این نمودار نرخ کاهش اسلامپ در سه بتن مختلف نمایش داده شده. همان طور که مشاهده میکنید، اضافه کردن کاهندهی آب باعث کاهش نرخ کم شدن اسلامپ نمیشود و حتی شیب آن را بیشتر نیز میکند. نمودار افقی نشاندهندهی زمان با واحد دقیقه و نمودار عمودی نشاندهندهی مقدار اسلامپ به میلیمتر میباشد.
افزودنیهای کاهندهی آب، به دلیل آن که نسبت آب به سیمان را در بتن افزایش میدهند، باعث بالا رفتن مقاومت بتن میشوند. برای بتنهای مختلف در شرایط مشابه، مقاومت بیست و هشت روزهی بتنی که در آن از کاهندهی آب استفاده شده، بین ده تا بیست و پنج درصد افزایش داشته است. با وجود این که این نوع افزودنیها، باعث کاهش آب در بتن میشوند و تصور عمومی این چنین است که باید جمع شدگی را نیز کاهش دهند، اما مشاهدات و تحقیقات نشان داده که مقدار جمع شدگی به دلیل تبخیر را بیشتر نیز میکنند. هر چند معمولاً نقش کاهندههای آب در مقایسه با دیگر عوامل ایجاد جمع شدگی در بتن، خیلی کمتر است. استفاده از کاهندهی آب برای کاهش مقدار سیمان و آب درمخلوط بتن، با ثابت نگه داشتن نسبت آب به سیمان، در مقاومت فشاری بتن تغییری ایجاد نمیکند یا آن را کاهش میدهد؛ همچنین میتواند باعث کاهش نرخ اسلامپ نیز شود.
افزودنیهای کاهندهی آب بر پایهی مواد شیمیایی استفاده شده در تولیدشان، میتوانند باعث کاهش، افزایش یا عدم تغییر مقدار آب انداختگی بتن شوند. کاهش آب انداختگی در سطوح صافی که شرایط خشک شدن سریع را دارند، مشکلاتی ایجاد میکند. از کاهندههای آب میتوان برای ایجاد تغییرات در زمان گیرش استفاده کرد؛ البته در صورت عدم نیاز به تغییر زمان گیرش، کاهندههایی نیز وجود دارند که در زمان گیرش تغییر چندانی ایجاد نمیکنند.
کاهندههای نوع A تاثیر کمی بر روی زمان گیرش دارند، در حالی که کاهندههای نوع D زمان گیرش را عقب میاندازند. کاهندهی نوع E نیز به گیرش بتن سرعت میبخشد. کاهندهی نوع D، زمان گیرش را بین یک تا سه ساعت عقب میاندازد. برخی از مواد کاهندهی آب، میتوانند در بتن هوازایی کنند. افزودنیهای لینگین، مقدار هوای موجود در بتنرا بین 1 تا 2 درصد افزایش میدهد. همچنین بتنهایی که در آنها از افزودنیهای کاهندهی آب استفاده شده، احتباس هوای بهتری دارند.
تاثیر افزودنیهای کاهندهی آب بر روی عملکرد بتن به عواملی همچون ترکیب شیمیاییشان، دمای بتن، ترکیب سیمان و مرغوبیت آن، مقدار و حجم سیمان و وجود دیگر افزودنیها بستگی دارد.
آسیب دیدگی بتن بر اثر بارگذاری بیش از حد بر روی آن معمولاً بسیار واضح و تشخیصش آسان است. اضافه بار ایجاد شده بر روی سازه، ترکها و نشانههایی ایجاد میکند که حتی نقطهی بارگذاری نیز مشخص میشود. عموماً ایجاد این نوع اضافه بارها اتفاقاتی یک باره است و تکرار نمیشود، بنا بر این ترمیم با پیشفرض که این اتفاق دوباره رخ نخواهد داد، صورت میگیرد.
باید توجه داشت که تخریب بتن در اثر بارگزاری بیش از حد معمولا بسیار واضح است و به سادگی قابل شناسایی ست. رویداد هایی که در اثر بارگزاری بیش از ظرفیت سازه بوجود می آیند قابل توجه و قابل ذکر اند. تنش تولید شده در اثر بارگزاری زیاد به بروز ترک های متمایزی منجر شده که بارگزاری بیش از حد و نقاط باربر را نمایان می کنند. غالبا بارگزاری بیش از حد یکبار اتفاق می افتد و یک بار هم اثرات آن مشخص می شود و لذا در صورت ترمیم می توان انتظار داشت آثار تخریب بتنمجددا بر روی بتن تعمیری عود نکند.باید انتظار داشت در چنین آسیب هایی به دانش و کمک یک مهندس سازه ی باتجربه، برای انجام تجزیه و تحلیل ساختاری برای مشخص ساختن و ارزیابی علل منجر به تخریب سازه در اثر بارگزاری بیش از ظرفیت بطور کامل ، و نیز کمک برای تعیین میزان ترمیم و تعمیر ات لازم ، نیاز خواهد بود. این آنالیز باید تعیین میزان بارپذیری سازه در هنگام طراحی و تعیین اندازه ظرفیت طراحی شده برای بارگزاری بیش از حد را شامل شود. از ابتدا تا انتهای بازبینی بتن آسیب دیده باید تمامی اثرات بارگزاری بر روی سازه مشخص شود. جابجایی ها باید مشخص شوند و در درجه ی دوم خرابی ها ، در هر جایی که باشند. باید توجه داشت که اطمینان حاصل شود که خرابی هایی شناسایی شوند که ظرفیت بار پذیری سازه را پایین می آورند چون برخی از آسیبها برای اولین باربتن را تضعیف نمی کند. ترمیم بتن آسیب دیده در اثر بارگزاری زیاد، میتواند به احتمال فراوان، بهترین عملکرد را بابتن جایگزین متداول داشته باشد. در صورت نیاز به تعمیر یا جایگزینی شبکه ی آرماتور بتن آسیب دیده می بایست این عملیات در پروسه تعمیراتی پیش بینی و تعبیه گردد.
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.
زمانی که کنترل عملکرد افزودنی ها از طریق ساخت طرح های آزمایشی در آزمایشگاه انجام میگیرد مجموعه طرح های ساخته شده باید به گونه ای باشد اطلاعات لازم جهت کاربرد در پروژه را فراهم کنند در صورتی که الزامات مربوط به پروژه تامین گردد نیازی نیست تا کنترل افزودنی مطابق با الزامات ذکر شده در استاندارد در مورد اسلامپ و عیار مواد سیمانی کنترل گردد.با این وجود آزمایشات انجام شده جهت اندازه گیری اسلامپ هدف مقدار هوا زمان گیرش و مقاومت در سنین مختلف باید در جهت کنترل تامین الزامات مربوط به پروژه باشد.
طرح های آزمایشی باید به وسیله مصالح مورد استفاده در پروژه ساخته شده و حتی المقدور شرایط نزدیک به شرایط موجود در پروژه بازسازی گردد از مهمترین پارامترها دمای محیط بوده که تاثیر زیادی بر زمان گیرش و مقاومت کوتاه مدت بتن می گذارد اسلامپ و مقدار هوای طرح های آزمایشی اولیه در محدوده مشخص ساخته شده و با استفاده از مقادیر متفاوت افزودن این میزان افزایش اسلامپ تغییر میابد. در صورت نیاز اولیه نیز قابل تغییر است هر سری از طرح های آزمایشی نسبت آب به سیمان باید ثابت نگه داشته شده ویژگی های بدست آمده از به تنهایی باعث لامپ های متفاوت بررسی گردد. در چنین شرایطی میتوان به طرح اختلاط بهینه دست یافت به طوریکه ویژگی های مورد نیاز پروژه تامین گردد.
معمولا اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده برای دستیابی به بتن روان نیازمند اصلاح طرح اختلاط می باشد ضمیمه ACI 211.1 حاوی روشها و دستورالعملهایی برای نسبت بندی درشت دانه ها و ریز دانه ها برای ساخت بستنی با روانی بیشتر است به طوری که احتمال جداشدگی در آن کاهش یافته و برای دستیابی به اسلامپ مشخص دارای مقدار خمیر کمتری باشد. ممکن است نسبت ریز دانه درشت دانه برای تامین روانی بدون حقوق آب انداختگی و جدا شدگی نیازمند اصلاحاتی باشد همچنین افزایش عیار سیمان یا استفاده از مصالح ریزدانه مانند پوزولان ها و روباره ممکن است لازم باشد مقدار و زمان گیرش بتن ساخته شده در پای کار ممکن است به طور قابل توجه ای بابت آن ساخته شده با مصالح و نسبت های مشابه در آزمایشگاه متفاوت باشد به همین دلیل تنظیم طرح اختلاط بتن در کارگاه و پیش از بتن ریزی الزامی می باشد.
نسبت آب به سیمان و حفظ اسلامپ
به طور سنتی آزمایش اسلامپ به عنوان معیاری برای سنجش کیفیت طرح مخلوط های بتن معمولی استفاده می شود با توجه به اینکه استفاده از افزودنی فوق روان کننده در نسبت آب به سیمان ثابت اسلامپ بتن را به طور قابل ملاحظه ای افزایش میدهد صرف مراجعه به نتیجه آزمایش اسلامپ برای قضاوت در مورد کیفیت بتن باید با احتیاط همراه باشد با استفاده از افزودنی های فوق روان کننده می توان بتونی روان و حتا خود تراکم با نسبت آب به سیمان کمتر از 0/3 نیز تولید کرد همانند تولید سایر انواع بتن حفظ نسبت آب به سیمان در پیمانه های متفاوت دارای اهمیت میباشد اندازه گیری دقیق و به حساب آوردن میزان رطوبت موجود در سنگدانه ها عامل مهمی در حفظ نسبت آب به سیمان می باشد با وجود اینکه یک درصد خطا در اندازه گیری مقدار رطوبت سنگدانه ها تاثیر چندانی در مقدار سنگدانه ها نخواهد داشت اما می توانند مقدار آب اختلاط را در حدود 10 لیتر در مترمکعب جابه جا کند دستگاه های اندازه گیری رطوبت سنگدانه ها در صورتی که در محل مناسبی نصب شده و مرتب کالیبره شوند می توانند ابزار مناسبی برای تعیین رطوبت سنگدانه ها باشند در صورتی که مقداری آب در کامیون مخلوط کن باقی مانده باشد این مقدار آب باید در محاسبه آب اختلاط به حساب آورده شود .با استفاده از توان سنج آمپرسنج یا روشهای مشابه در دستگاه مرکزی ساخت بتن باید مقدار اسلامپ پیش از اضافه کردنافزودنی فوق روان کننده تعیین شود و پس از آن فوق روان کننده اندازه گیری شده و به مخلوط اضافه شود اضافه کردن افزودنی به مخلوط بتنی به دو طریق امکان پذیر است یا می توان آن را در هنگام ساخت بتن به مخلوط اضافه کرد و یا آنکه افزودنی را در پای کار به کامیون مخلوط کن اضافه نمود.