کاهنده های آب بتن با رنج متوسط

افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج متوسط اولین بار در سال 1984 میلادی معرفی شدند. این افزودنی‌ها کاهش چشمگیری در آب بتن ایجاد می‌کنند. آن‌ها بین 6 تا 12 درصد از آب بتن‌های با اسلامپ بین 125 تا 200 میلی‌متر را کاهش می‌دهند، بدون این که مانند کاهنده‌های معمولی در زمان گیرش بتن تاخیری ایجاد نمایند. کاهنده‌های معمولی آب برای اسلامپ‌های بین 100 تا 125 میلی‌متر مناسب هستند.  افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج متوسط برای کاهش چسبناکی و افزایش قابلیت پمپاژ، روانی و کارایی در بتن‌های حاوی دوده‌ی سیلیس و دیگر مواد سیمانی به کار می‌رود. همچنین برخی از این نوع مواد قابلیت هوازایی نیز دارند و در بتن‌های با اسلامپ پایین استفاده می‌شوند.

کاهنده‌های آب با رنج بالا

افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج بالا شامل نوع F (کاهنده‌ی آب) و نوع G (کاهنده‌ی آب و ایجاد تاخیر در گیرش بتن) است. این مواد می‌توانند آب مورد نیاز، مقدار سیمان و نسبت آب به سیمان را کاهش دهند و بتنی با مقاومت بالا و کارایی متوسط تولید کنند. با استفاده از این نوع افزودنی‌های کاهنده‌ی آب، آب حدود 12 تا 30 درصد کاهش پیدا می‌کند. با استفاده از این نوع مواد می‌توان بتن‌هایی با مقاومت 70 مگاپاسکال، مقاومت اولیه‌ی بالا، مقاوم در برابر یون‌های کلرید و چندین و چند مزیت دیگر که به خاطر نسبت آب به سیمان پایین به دست می‌آید، تولید کرد.

کاهنده‌های آب با رنج بالا در مقایسه با کاهنده‌های معمولی، در تولید بتن با کارایی بیشتر، به صرفه تر هستند ایجاد کاهش چشمگیر در آب انداختگی، باعث تسهیل در امر گیرش و سخت شدن بتن در سطوحی که تبخیر آن بالاست، می‌شود. برخی از این نوع مواد، باعث کاهش جدی اسلامپ نیز می‌شوند. همچنین تاخیر در گیرش بتن نیز به وسیله‌ی این مواد ممکن است، اما از طرف دیگر اگر عمل‌آوری مناسب بر روی آن صورت نگیرد، بتن دچار جمع شدگی پلاستیک و در نهایت ترک خوردگی می‌گردد.

نمودار مقایسه‌ای مقاومت‌های انواع بتن با گذشت زمان. نمودار C نشانگر بتن معمولی است. بقیه‌ی آن‌ها (N و M و X) بتن‌هایی هستند که از انواع افزودنی‌های کاهنده‌های آب با رنج بالا در آن‌ها استفاده شده است.

مقایسه کاهش اسلامپ در بتن‌های مختلف. . نمودار C نشانگر بتن معمولی است. بقیه‌ی آن‌ها (N و M و X و B) بتن‌هایی هستند که از انواع افزودنی‌های کاهنده‌های آب با رنج بالا در آن‌ها استفاده شده است.

بتن‌هایی که در آن از افزودنی‌های کاهنده‌ی آب با رنج بالا استفاده شده است، فضای خالی بیشتری نسبت به بتن‌های با افزودنی‌های کاهنده‌ی رنج متوسط دارند. به طور عمومی این موضوع باعث پایین آمدن مقاومت بتن در برابر چرخه‌ی انجماد و ذوب آب می‌شود؛ اما آزمایش‌ها نشان می‌دهد که بتن‌هایی که با استفاده از کاهنده‌های رنج بالای آب بهاسلامپ متوسط می‌رسند، در برابر چرخه‌ی انجماد و ذوب آب نیز دوام بالایی دارند. این موضوع احتمالاً به دلیل نسبت آب به سیمان پایین در این نوع بتن‌ها رخ می‌دهد.

از همین مواد می‌توان برای روان کردن بتن استفاده کرد. در این صورت به آن‌ها افزودنی‌های روان‌کننده یافوق‌روان‌کننده گفته می‌شود.

افزودنی های کاهنده ی آب بتن

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.