افزودنی های پایاگرها و آب بند کننده های بتن

در حال حاضر امتیازی برای این صفحه ثبت نشده است
امتیاز شما :

افزودنی های پایاگرها و آب بند کننده های بتن

پایاگرها

چنین انگاشته می شود که سازه های بتن مسلحی که به خوبی طراحی و اجرا می شوند در طول عمر مفید خود در برابر خسارت ها و آسیب های ناشی از بارهای وارده و عوامل محیطی تا حدود زیادی مقاوم و پایا هستند، ولی همواره باید به خاطر داشت که هر سازه ای در دوره بهره برداری و عمر مفید خود در معرض عوامل آسیب رسانی است که می توانند سطح بهره برداری سازه را کاهش دهند و پایایی سازه را با مشکل روبرو کنند.
پایایی یا دوام بتن ساخته شده با سیمان پرتلند (یا دیگر سیمان های هیدرولیکی) با توانایی آن برای مقابله با هوازدگی، یورش (حمله) شیمیایی، سایش یا هر روند خرابی زای (واپاشنده) دیگر تعریف می شود. انتظار آن است که یک بتن پایا و بادوام هنگامی که در معرض عوامل و شرایط محیطی قرار می گیرد در طول عمر مفید طراحی بتواند شکل و کیفیت اولیه خود را حفظ کند و بهره برداری آن مختل نشود. توجه به پایایی بتن سبب افزایش عمر مفید و بهره برداری سازه می شود و نه تنها اثرات اقتصادی چشم گیری دارد بلکه به دلیل اثرات مستقیمی که بر توسعه پایدار دارد از اهمیت فزاینده و روزافزونی برخوردار است. بنابراین هرگونه کوشش و تلاش برای بهبود پایایی بتن به خودی خود به افزایش بهره وری اقتصادی و حفظ محیط زیست می انجامد.

افزودنی های پایاگرها و آب بند کننده های بتن

گستردگی خاک و شرایط جغرافیایی کشور پهناور ایران و وجود آب های نمک دار از ارومیه تا کویر مرکزی و تا خلیج فارس و وجود رودخانه هایی که دیگر آبی در آنها جاری نیست و فقط نمک های ناشی از تبخیر آب در آنها خودنمایی می کند از یک سو و تفاوت شرایط آب و هوایی از شمال تا جنوب و از غرب تا شرق کشور از سوی دیگر، ایران را به منطقه ای مستعد برای آسیب و خرابی سازه های بتن مسلح تبدیل کرده است. مناطق صنعتی نیز با تولید گازهای آسیب رسان همواره پایاییی سازه های بتنی را تهدید می کنند. پس دور از انتظار نیست اگر بپذیریم که سازه های بتن مسلح در جای جای کشور ایران در خطر آسیب هایی مانند خوردگی میلگرد، فرسایش بتن، حمله یون های زیانبار، کربناتی شدن، یخبندان، تخریب های مکانیکی و فیزیکی و... قرار دارند.
برای مقابله با این خطرات و تضمین پایایی سازه های بتنی دو شیوه اصلی 1) پیش گیری از خرابی و
2) درمان خرابی وجود دارد. موضوع اصلی این بخش بر پیش گیری از خرابی و بهبود پایایی بتن استوار است.
در بخش های پیشین به افزودنی های شیمیایی پرداخته شد که استفاده از آنها به ارائه راهکارها و روش های تولید و اجرای بتن با کیفیت می انجامید. در این بخش به افزودنی های شیمیایی پرداخته می شود که کارکرد اصلی آنها حفاظت از سازه های بتنی و مقابله با آسیب های احتمالی به سازه های بتنی در دوره بهره برداری است.

دسته بندی

پایاگرها یا افزودنی های دوام بخش با کاستن از نفوذ (درون رفت) عوامل زیان آور، محافظت (پایش) میلگردها، یا کنترل واکنش های زیانبار، سبب بهبود پایایی بتن سخت شده می شوند. از شناخته شده ترین افزودنی های پایاگر می توان به بازدارنده های خوردگی، کاهنده های تکیدگی (جمع شدگی ناشی از خشک شدگی) و آب بند کننده ها (شامل کاهنده های تراوایی و نم بندها) اشاره کرد.
بازدارنده خوردگی یک ماده شیمیایی است که به صورت مایع یا پودر به عنوان یک افزودنی به بتن افزوده و با آن مخلوط می شود و روند خوردگی میلگرد فولادی را به طور موثری کاهش می دهد یا شروع خوردگی را به تاخیر می اندازد. این گروه از بازدارنده های خوردگی نقش پیش گیرانه دارند. گروه دیگری از 
بازدارنده های خوردگی را می توان روی سطح بتن سخت شده اعمال کرد تا روند خوردگی را کُند کنند. گروه دوم بازدارنده های خوردگی نقش متوقف کننده ای برای خوردگی میلگرد دارند و شامل این نوشتار نمی شوند. کاهنده های تکیدگی افزودنی های شیمیایی هستند که با کاهش دادن کشش مویینگی آب منفذی سبب کاهش تکیدگی بتن سخت شده می شوند.
نکته - یاد آوری می شود که برخلاف افزودنی های حجم زا که نقشی در کنترل تکیدگی ندارند، افزودنی های کاهنده تکیدگی به دلیل تاثیری که بر روند و سازوکار (مکانیزم) خشک شدگی دارند می توانند تکیدگی را تا حدود زیادی کنترل کنند.
آب بند (آب پاد) کننده ها نواعی از افزودنی های بتن هستند که نفوذ (درون رفت) رطوبت به درون بتن و جذب مویینه آب در حفره های بتن سخت شده را کاهش می دهند. این افزودنی ها نفوذ رطوبت به درون بتن سخت 
شده ای که در تماس کوتاه مدت یا متناوب با آب (مانند باران) قرار دارد را به تاخیر می اندازند. افزودنی های 
آب بند کننده بسته به اینکه آب نفوذکننده (درون رونده) دارای فشار هیدروستاتیکی باشد یا نباشد، به دو گروه کاهنده های تراوایی و نم بندها تقسیم می شوند. تراوایی (یا گذرپذیری) بتن فرآیندی است که در آن یک سیال (مایه یا گاز) تحت فشار وارده، در منافذ و ترک های بتن جابجا می شود.
نکته - اگر چه افزودنی های آب بند کننده آهنگ و نرخ درون رفت (نفوذ) آب و مواد شیمیایی را به درون بتن کُند می کنند ولی در نهایت مانع نفوذ کامل آنها نمی شوند.
نکته- اصطلاح آب بند بودن یا آب بندی به معنی عدم نفوذ آب به بتن خشک یا متوقف شدن جابجایی آب در بتن غیر اشباع است و از آنجا که هیچ افزودنی نمی تواند چنین اثری داشته باشد بهتر است که از این اصطلاح در مورد بتن استفاده نشود.

مکانیزم عملکرد و مواد تشکیل دهنده افزودنی های پایاگر

پایاگرها از نوع افزودنی های با عملکرد فیزیکی شیمیایی هستند. این افزودنی ها اگر چه در فرآیند واکنش شیمیایی آب گیری سیمان دخالتی ندارند ولی با وارد کردن مواد شیمیایی ویزه به درون بتن، برخی از 
واکنش های شیمیایی یا رفتارهای فیزیکی بتن سخت شده را در آینده کنترل می کنند.
1-بازدارنده خوردگی
محیط قلیایی بتن لایه انفعالی (نگه واری) بر روی سطح میلگردها پدید می آورد که از آنها در برابر خوردگی و زنگ زدگی محافظت می کند. به هر دلیلی که این لایه نگه وار آسیب ببیند و چنانچه رطوبت و اکسیژن به اندازه کافی در دسترس باشد، میلگرد دچار خوردگی خواهد شد. برای درک چگونگی کارکرد افزودنی های بازدارنده خوردگی، ابتدا باید درک روشنی از سازوکار (مکانیزم) خوردگی میلگرد داشته باشیم. در این بخش، این سازوکار و عوامل تاثیرگذار بر آن برای یادآوری و به اختصار بیان می شود.
فرآیند خوردگی یک فرآیند الکتروشیمیایی (یعنی واکنش شیمیایی همراه با جابجا شدن الکترون ها) است که در آن نواحی آندی و کاتدی بر روی میلگرد فولادی تشکیل می شوند. در ناحیه آندی فلز آهن با از دست دادن الکترون، اکسیده می شود و به یون آهن (Fe++) تبدیل می شود. الکترون های آزاد شده در ناحیه آندی از درون میلگرد به سوی ناحیه کاتدی حرکت می کنند و در ناحیه کاتدی با احیای (کاهیدن) اکسیژن، یون هیدروکسیل (OH-) پدید می آورند. علاوه بر جابجایی (جریان) الکترون ها در درون میلگرد، یک جریان یونی نیز در بیرون میلگرد و درون الکترولیت (آب منفذی بتن) پیرامون میلگرد رخ می دهد که در آن یون های آهن از ناحیه آندی به سوی ناحیه کاتدی حرکت می کنند. یون های هیدروکسیل نیز از ناحیه کاتدی به سمت ناحیه آندی جابجا و در نزدیکی ناحیه آندی با یون های آهن ترکیب می شوند و هیدروکسید آهن پدید می آورند. هیدروکسید آهن با اکسیژن و آب ترکیب و با اکسیده شن (اکسایش) بعدی به زنگ آهن تبدیل می شود.
تا زمانی که نواحی آندی و کاتدی از نظر الکتریکی به یکدیگر متصل و در یک محلول الکترولیت قرار داشته باشند، در پیرامون ناحیه آندی خوردگی رخ می دهد و چنانچه عامل بازدارنده ای رخ ندهد، خوردگی تا تخریب کامل ناحیه آندی پیش خواهد رفت. 
رابطه روند و پیشرفت خوردگی با عمر مفید طراحی سازه در شکل 2 نشان داده شده است. افزودنی های بازدارنده خوردگی به دو شیوه متفاوت عمل می کنند. این افزودنی ها می توانند زمان آغاز و شروع خوردگی را به تاخیر اندازند یا پس از آسیب دیدن لایه انفعالی (نگه وار) می توانند روند خوردگی را کُند کنند.
پیامد ناشی از خوردگی میلگرد فولادی به دو صورت نمایان می شود. اول آنکه محصولات خوردگی حجمی چندین برابر زیادتر از حجم اولیه فولاد را اشغال می کنند و بنابراین تشکیل آنها منجر به ایجاد ترک های موازی با میلگردها، قلوه کن شدن، یا لایه کن شدن بتن می شود. دوم آنکه با پیشرفت خوردگی در آند، مساحت سطح مقطع فولاد کاهش می یابد و از ظرفیت باربری آن کاسته می شود.
افزودنی های بازدارنده خوردگی برپایه چگونگی کارکرد و سازوکار (مکانیزم) عملکردشان به سه دسته1) بازدارنده های جذب شونده (به سطح میلگرد)، 2) بازدارنده های لایه ساز، و 3) منفعل کننده ها (نگه وارها) تقسیم می شوند.
الف- بازدارنده جذب شونده
بازدارنده های جذب شونده با متوقف کردن، کندکردن، یا با تغییر دادن واکنش های شیمیایی در آند یا کاند یا هر دو (باز دارنده ترکیبی یا دوکاره) سبب کنترل فرآیند خوردگی می شوند. از این رو می توان این دسته از بازدارنده ها را برپایه ناحیه عملکرد و تاثیرگذاری به سه گروه بازدارنده های آندی، کاتدی، و دو جانبه (دوکاره) تقسیم کرد.
بازدارنده های آندی مانند نیتریت ها، کرومات ها و مولیبیدات ها لایه انفعالی (نگه وار) روی میلگرد فولادی را (که ممکن است در اثر وجود یون های کلر آسیب ببینند) تقویت می کنند. چگونگی کارکرد این 
بازدارنده ها در برگیرنده یک واکنش اکسیداسیون – احیاء (اکسایشی – کاهیدنی) است که در آن یون های کلر و نیتریت در یک واکنش رقابتی شرکت می کنند. در این واکنش رقابتی طبق واکنش زیر، بازدارنده نیتریتی احیاء (کاهیده) و فولاد اکسیده می شود و اکسید آهن پدید می آورد.
2Fe++ + 2OH- + 2NO-2            2NO + Fe2O3 +H2O
کاهیدن (احیاء) واکنش شیمیایی است که در آن یک عنصر با به دست آوردن الکترون، ظرفیت مثبتش کاهش می یابد. اکسیداسیون (اکسایش) واکنش شیمیایی است که در آن یک ترتیب یا رادیکال با از دست دادن الکترون، ظرفیت مثبتش افزایش می یابد (واکنش شیمیایی که مقدار اکسیژن ترکیب را افزایش می دهد نیز اکسیداسیون نامیده می شود). بازدارنده های کاتدی که در برگیرنده (شامل) بازها و مواد قلیایی کننده مانند NaOH , Na2CO3, NH4OH و برخی از ترکیبات دارای آتیلین هستند با افزودن pH محیط که منجر به کاهش انحلال پذیری یون آهن می شود، به طور غیر مستقیم روند واکنش کاتدی 
(که خود وابسته به میزان و چگونگی انحلال آهن در آند است) را کاهش می دهند. چسبندگی محصولات حاصل از واکنش بازدارنده های کاتدی به سطح فلز ضعیف تر از محصولات واکنش بازدارنده های آندی است.
بازدارنده های ترکیبی یا دوکاره به طور همزمان برفرآیند و واکنش های شیمایی در آند و کاتد تاثیر می گذارند. بازدارنده های ترکیبی به دلیل اثر همه جانبه ای که دارند می توانند هم خوردگی ناشی از حمله (یورش) یون کلر و هم خوردگی معمولی (تشکیل ریزپیل ها بر سطح فلز) را کنترل کنند و از این رو از مقبولیت بیشتری برخوردارند. بازدارنده های ترکیبی دارای کولکول هایی هستند که پراکندگی و چگالش الکترون های آنها به گونه ای است که هم به ناحیه آندی و هم به ناحیه کاتدی می چسبند. این بازدارنده ها از مولکول های آزوماتیک یا اُلفینی تشکیل می شوند که دارای هر دو گروه عاملی پروتون ساز و الکترون پذیر هستند. گروه عاملی یا عاملیت، اتم یا دسته ای از اتم ها است که به طور واحد عمل می کنند و جانشین اتم هیدروژن در مولکول هیدروکربن می شوند و حضور آنها ویژگی های مشخصی به این مولکول می بخشد.
نکته - بازدارنده های برپایه فسفات از نوع بازدارنده های آندی هستند که عملکرد کاتدی محدودی نیز دارند. عملکرد کاتدی آنها به دلیل کاهش تراوایی و کاهش نفوذ یون کلر به درون بتن است و با سازوکار (مکانیزم) بازدارنده های کاتدی تفاوت دارد.
ب- بازدارنده های لایه ساز
بازدارنده های لایه ساز از مواد آلی پایه آبی مانند آمین ها، استرها، آلکیل سیلان ها و آلکانول آمین ها و نمک های آنها تشکیل می شوند. پس از مخلوط شدن این افزودنی ها با بتن تازه مولکول های آنها به تدریج جذب سطح میلگردها می شوند و یک پوشش محافظ بر روی سطح میلگردها پدید می آورند که از دسترسی یون کلر و رطوبت به میلگرد جلوگیری می کند. بازدارنده های خوردگی بر پایه آمینوالکل، سطح فلز ا با لایه ای تک مولکولی می پوشانند که یون کلر را به دور از فلز مدفون نگه می دارد. این مواد همچنین از واکنش اکسیژن و آب در ناحیه کاتدی جلوگیری می کنند. افزون بر این، بازدارنده های لایه ساز عملکرد دیگری هم دارند و با پوشاندن جداره درونی منافذ و روزنه های بتن، نفوذ (درون رفت) یون کلر و رطوبت به درون بتن را محدود می کنند.
پ- بازدارنده های نگه وار (منفعل کننده)
بازدارنده های منفعل کننده به دلیل ویژگی اکسایندگی که دارند یون های آهن دو ظرفیتی فِرروس (Fe2+) را اکسیده و به یون های سه ظرفیتی فِریک (Fe3+) تبدیل می کنند. اکسیدهای آهن حاصل از یون فِریک از انحلال پذیری کمتری برخوردارند و به پایداری لایه انفعالی (نگه وار) کمک می کنند.
2- کاهنده های تکیدگی
همچنان که در فصل ششم گفته شد زمانی که بتن سخت شده آب آزاد و بخشی از آب منفذی خود را به دلیل خشک شدن از دست می دهد، با کم شدن آب درون حفره های مویینه یک پوسته هلالی و مقعر در فصل مشترک آب و هوا تشکیل می شود.
از آنجا که کشش سطحی آب بسیار زیاد است، در محل شکا گیری این پوسته هلالی تنش زیادی به دیواره و جداره درونی حفره ها وارد می شود. برآیند این تنش ها به شکل نیروی به درون کشنده ای نمایان می شود که دیواره و جداره منفذ را به داخل می کشد و حجم منفذ را کاهش می دهد و به تکیدگی (جمع شدگی ناشی از خشک شدن) خمیر سیمان پیرامون سنگدانه ها می انجامد و کاهش کلی حجم بتن را به دنبال دارد.
افزودنی های کاهنده تکیدگی با دخالت شیمیایی در فصل مشترک آب و هوا سبب کاهش کشش سطحی آب می شوند و با کاهش نیروی به درون کشنده، کاهش تکیدگی را به دنبال دارند. این افزودنی های همراه با آب به بتن افزوده و همزمان با اختلاط در بتن پخش می شوند. پس از آنکه بتن سخت شد، افزودنی همچنان در ساختار حفره ای باقی می ماند و اثرات کشش سطحی آب را کاهش می دهد. این افزودنی ها ممکن است ریزساختار سیمان هیدراته را هم به گونه ای تغییر دهند که افزایش پایداری مکانیکی منافذ و حفرات را به دنبال داشته باشد.
افزودنی های کاهنده تکیدگی از مشتقات گلیکول اِتر ساخته می شوند یا آمیزه ای از مشتقات پروپیلن گلیکول هستند. این افزودنی ها معمولاً مایعات آلی و 100% فعال هستند و در آب حل می شوند.
نکته- افزودنی های کاهنده تکیدگی به گونه ای شیمیایی مکانیزم تکیدگی را تغییر می دهند بدون آنکه انبساطی پدید آورند و نباید با جبران کننده های تکیدگی یکی شمرده شوند.
3- آب بند کننده ها (کاهنده های تراوایی)
درون رفت (نفوذ) آب و مواد شیمیایی همراه با آن به درون بتن دلیل اصلی بسیاری از سازوکارهای ویران گر (مخرب) است که به بتن آسیب می رسانند. آب از شبکه حفره ها و منافذ مویینه ای که در حین آبگیری سیمان شکل می گیرند یا از طریق رخنه ها و ترک ها به درون بتن راه می یابد. به طور کلی می توان اینگونه انگاشت که مواد زیانبار و یون ها یا همراه با آب (انتقال یون توسط آب) یا درون آب (حرکت یون در بتن اشباع) به درون بتن راه می یابند و در بتن جابجا می شوند.
افزودنی های آب بند کننده با اثرگذاری برساختار مویینه خمیر سیمان سبب کاهش جذب آب و تراوایی (گذرپذیری) بتن می شوند و به یکی از شیوه های زیر عمل می کنند.

  • کاهش پیوستگی ساختاری بین حفره های مویینه و کاستن از اندازه و تعداد (شمار) آنها
  • انسداد و بستن مسیر در ساختار حفره های مویینه
  • پوشاندن جداره حفره های موینه با مواد آب گریز که از درون کشیده شدن آب در اثر مکش مویینه یا جذب جلوگیری می کنند.

با به کارگیری یک افزودنی کاهنده آب و با کم کردن مقدار آب آزاد مخلوط در بتن تازه می توان از اندازه و پیوستگی حفره های مویینه کاست. هرگونه کوشش و عملیات اجرایی مانند عمل آوری مناسب بتن که به روند آب گیری سیمان کمک کند نیز به ناپیوستگی حفره های مویینه و کاهش اندازه آنها کمک می کند.
نکته - یادآوری می شود که کاستن اندازه مویینگی به تنهایی الزاماً درون کشی و جذب آب از سطح بتن را کاهش نمی دهد و حتی در مواردی به دلیل کوچک تر شدن قطر منافذ و حفره ها، ممکن است مکش مویینه را نیز افزایش دهد. از سوی دیگر، هر چقدر که حفره های مویینه ناپیوسته تر باشند تراوایی (گذرپذیری) بتن کاهش می یابد.
با استفاده از افزونه های بسیار ریز واکنشگر یا ناواکنشگر و افزودن آنها به مخلوط بتن می توان به انسداد و بستن مسیر منافذ مویینه در خمیر سیمان کمک کرد. افزودنی های کاهنده تراوایی (گذر پذیری) از سازوکار انسداد منافذ بهره می گیرند که در برابر فشار هیدروستاتیکی نیز پایدار است. مواد تشکیل دهنده 
افزودنی های کاهنده تراوایی به دو گروه تقسیم می شوند. گروه اول دربرگیرنده مواد شیمیایی بلورشونده آب دوستی هستند که در اثر واکنش با سیمان و آب رشد می کنند و با انباشته شدن در منافذ سبب انسداد آنها می شوند. پوزولان ها (به ویژه دوده سیلیسی) و برخی از سیلیکات ها جزو این گروه به شمار می آیند. گروه دوم دربرگیرنده گلبول های پلیمری هستند که در اثر فشار هیدروستاتیکی آب فشرده می شوند و مسیر منافذ را می بندند. امولسیون پلیمرهای آلی که اندازه ذرات آنها حدود 1/0 میکرون و به اندازه کافی کوچک باشند که بتوانند در مراحل اولیه آبگیری سیمان در منافذ قرار گیرند و آنها را ببندند، در گروه دوم افزودنی های کاهنده های تراوایی جای می گیرند.
نکته - در مورد افزودنی های کاهنده تراوایی از نوع بلور شونده، افزودنی ممکن است با آبی که از 
ترک ها و رخنه های بتن سخت شده به درون بتن راه می یابد واکنش کند (نشان دهد) و با تولید انباشته جدید در ترک و رخنه به توانایی منفذبندی خودزای بتن کمک کند. مولکول آب یک مولکول قطبی است که تمایل دارد با مولکول مواد دیگر پیوند بین مولکولی ایجاد کند و به مولکول های سطح بچسبد. این پدیده به نام ویژگی – خیس کنندگی- آب شناخته می شود و سبب می شود آب روی سطح پخش شود. چنانچه مولکول آب به هر دلیل (مانند وجود یک لایه دافع آب) نتواند به مولکول مواد دیگر بچسبد، تحت اثر ربایش بین مولکولی به سایر مولکول های آب می چسبد و در اثر کشش سطحی به شکل قطره ای تقریباً کروی روی سطح می ماند. 
افزودنی های نم بند که مواد آب گریز هستند به گونه ای طراحی می شوند که در آب حل و مانند یک افزودنی به بتن افزوده شوند. گروه اول نم بندها مانند اسید استئاریک، اسید اولئیک و بوتیل استئارات با کلسیم موجود در سیمان واکنش می کنند و مواد نامحلولی پدید می آورند که به سطح درونی و جداره منافذ مویینه می چسبند. گروه دوم نم بندها مانند امولسیون پارافین با به هم پیوستن گلبول های پلیمری لایه ای دافع آب برسطح جداره منافذ پدید می آورند. پس از آنکه منفذ خشک شد لایه ای نازک از مواد آب گریز بر روی جداره داخلی منافذ و حفره های درونی بتن به جای می ماند و سطح را دافع آب می کند و از آنجا که سبب افزایش زاویه تماس آب با دیواره منافذ و کاهش مکش مویینه می شود از ورود دوباره آب به منافذ جلوگیری می کند. توانایی ایستادگی افزودنی های نم بند یا به بیان درست تر توانایی لایه دافع آب در جلوگیری از ورود آب به منفذ به ارتفاع آب (فشار هیدروستاتیکی)، کیفیت خود بتن و به کارآمد بودن افزودنی نم بند بستگی دارد.
سومین گروه نم بندها ریزپودرهای چرب مانند تالک، کلسیم استئارات، آلومینیم استئارات، و بنتونیت هستند که به نام پرکننده ها و توپرکننده ها شناخته می شوند و جابجایی آب را در منافذ (البته نه به اندازه کاهنده های تراوایی) کاهش می دهند.
نکته - افزودنی های هوازا می توانند به نم بند کردن بتن کمک کنند. مکانیزم ادعا شده برای این افزودنی ها آن است که حباب های هوا در مسیر لوله های مویینه قرار می گیرند و مانند یک مخزن فشار شکن عمل می کنند. آب پس از مکیده شدن در لوله های مویینه زمانی که به این حباب ها برسد در آنها جمع می شود و حرکت آن در ادامه مسیر متوقف می شود. اگرچه این مکانیزم می تواند درست به نظر آید ولی تضمین و الزامی برای پراکندگی پیش انگاشته برای حباب های هوا و قرارگیری حتمی آنها در مسیر لوله های مویینه وجود ندارد.

کاربرد

کاربرد پایاگرها افزایش عمر مفید سازه های بتنی با حفظ سطح بهره برداری طراحی است. افزودنی های پایاگر هزینه نگه داری سازه های بتن مسلح را به ویژه در شرایط بهره برداری نامساعد به طور چشم گیری کاهش می دهند.
باز دارنده های خوردگی با به تاخیر انداختن شروع خوردگی یا کند کردن روند خوردگی (شکل 7-2) می توانند از سازه بتنی در برابر خوردگی حفاظت کنند. بازدارنده های خوردگی به ویژه برای پایش خوردگی در سازه هایی که در معرض حمله (یورش) یون کلر هستند مانند سازه های دریایی (ساحلی و فراساحلی) و نیز پل های بزرگراه ها (که در معرض نمک های یخ زدا قرار دارند) کارآمد هستند.

در مواردی که ترک های ناشی از تکیدگی ممکن است پایایی سازه بتنی را به ویژه در شرایط محیطی نامساعد، به خطر اندازد می توان با استفاده از افزودنی های کاهنده تکیدگی احتمال پدید آمدن این ترک ها را کاهش داد. با استفاده از کاهنده های تکیدگی می توان فاصله ی بین درزها در کفسازی بتنی را افزایش داد و خطر تابیدگی در لبه های درز و کنج دال ها را به طور چشمگیری کاهش داد. یکی دیگر از کاربردهای مهم افزودنی های کاهنده تکیدگی در تعمیر و مقاوم سازی سازه های بتنی است. در تعمیر و مقاوم سازی، بتن قدیمی بخش عمده ای از تکیدگی خود را در طول زمان انجام داده است در حالیکه ملات یا بتن تعمیری پایه سیمانی تازه پتانسیل زیادی برای تکیدگی دارد. با استفاده از کاهنده های تکیدگی در ملات و بتن تعمیری می توان پتانسیل تکیدگی آنها را به نحو چشمگیری کاهش داد و احتمال ترک برداشتن ماده تعمیری یا جدا شدن آن از بتن زیرین را به حداقل رساند.
کاهنده های تراوایی (گذرپذیری) برای محدود کردن گذر آب در سازه های بتنی که در تماس با آب دارای فشار هیدروستاتیکی هستند به کار می روند. این افزودنی ها بالاترین سطح آبن بندی را تامین می کنند و برای شرایط بهره برداری همواره خیس یا مستغرق به کار می روند. کاربرد عمومی آنها برای بتن های مصرفی در سازه های زیرزمینی، دیوارهای نگهبان، استخرها، تونل ها، و مخازن آب است.
افزودنی های نم بند را نمی تواند در جاهایی که آب دارای فشار هیدروستاتیکی است به کار برد. بیشتر نم بندها دارای مواد شیمیایی دافع آب هستند که آّب را پس می زنند و نفوذ آب به بتن را کاهش می دهند. در دیوارهای نما که در معرض باران قرار دارند یا در جاهایی که در معرض آب کم فشار هستند مانند دیوار و کف زیرزمین، یا در نهرها و کالورت ها که در معرض آب جاری غیر دائمی هستند می توان از افزودنی های نم بند استفاده کرد.
نکته -برخی از منفذبندها و روزنه بندها که برای بتن سخت شده به کار می روند نیز دارای عملکردی مشابه با افزودنی های آببند کننده در جلوگیری و کاهش درون رفت آب و رطوبت به درون بتن سخت شده هستند. افزودنی های آب بند کننده را نباید با روزنه بندها یکی دانست.
نکته - استفاده از ملات سیمانی به همراه یک افزودنی آب پاد کننده به عنوان اندود عایق رطوبتی برای حمام، سرویس های بهداشتی، و پشت بام مجاز نیست زیرا ملات سیمانی پس از سخت شدن جسمی ترد و شکننده و بدون انعطاف است و نمی تواند نقش غشاء آب بند انعطاف پذیر را بازی کند هر چند که آب ناگذر باشد. در چنین مواردی چنانچه از ملات سیمانی اصلاح شده با لاتکس یا ملات سیمانی به همراه یک عامل مسلح کننده انعطاف پذیر (مانند الیاف) استفاده می شود، به کار بردن افزودنی های آببندکننده می تواند سودمند باشد.

افزودنی های پایاگرها و آب بند کننده های بتن

 تاثیر پایاگرها بر ویژگی های بتن تازه

برخی از بازدارنده های خوردگی مانند نیتریت ها اثر زودگیر دارند و باید همراه با یک افزودنی کندگیر کننده، به ویژه در هوای گرم، به کار روند. برخی دیگر از افزودنی های بازدارنده خوردگی مانند آمین ها اثر کندگیری دارند و لازم است که برای کنترل زمان گیرش به ویژه در هوای سرد، از یک افزودنی شتاب دهنده همراه با آنها استفاده شود. کاهنده های تکیدگی ممکن است اندکی تاثیر کندگیر کنندگی داشته باشند. این 
افزودنی ها ممکن است مقدار هوای بتن را اندکی کاهش دهند و چنانچه در بتن هوازایی شده به کار روند برای دستیابی به یک مقدار هوای مشخص باید مقدار مصرف افزودنی هوازا افزایش یابد. این افزودنی ها به شرط آنکه جایگزین بخشی از آب اختلاط شوند (یعنی معادل مقدار اضافه شونده آنها از آب اختلاط کاسته شود) تاثیری بر اسلامپ ندارند یا تاثیر اندکی دارند.
افزودنی های کاهندگی تکیدگی عرض ترک های خمیری و نیز نشست خمیری ملات تازه را کاهش می دهند. این افزودنی ها با کاهش کشش سطحی مایع منفذی سه سودمندی: 1) کاستن از روند تبخیر،2) کاهش مقدار نشست، 3) کاستن از تنش های حاصل در سطح ملات تازه، را در پی دارند. هر یک از این سودمندی ها پتانسیل و احتمال پدید آمدن ترک های جمع شدگی خمیری را کاهش می دهد.
برخی از نم بندها که بر پایه امولسیون پلیمرها (به ویژه پارافین) هستند ممکن است بسته به نوع امولسیفایر مصرفی، اندکی سبب افزایش مقدار هئا در بتن تازه شوند. نم بندهای برپایه پارافین امولسیونی می توانند مقدار و آهنگ آب انداختن بتن را کاهش دهند.

تاثیر پایاگرها بر ویژگی های بتن سخت شده

برخی از کاهنده های تکیدگی در مقادیر مصرف زیاد ممکن است سبب کاهش مقاومت بتن شوند. 
کاهنده های تکیدگی از تابیدگی دال های بتنی به نحو چشم گیری می کاهند. بیشتر افزودنی های آب بند کننده سبب اندکی کاهش در مقاومت می شوند. این کاهش می تواند به دلیل هوازایی یا کاهش میزان آبگیری سیمان باشد.

رهنمودهای کاربردی

از آنجا که مقدار مصرف افزودنی های بازدارنده خوردگی معمولاً زیاد است باید در زمان ساخت بتن مقدار آب مخلوط اصلاح شود.
چنانچه علاوه بر افزودنی های پایاگر از افزودنی های دیگری نیز در بتن استفاده می شود باید با هم سازگار باشند و بهتر است که پایاگرها جداگانه به مخلوط افزوده شوند.
نکته - برخی از بازدارنده های خوردگی مانند سدیم مونوفلورو فسفات که برای توقف خوردگی بتن در بتن سخت شده روی سطح آن اعمال و به درون بتن نفوذ می کنند، به دلیل اثرات نامطلوبی که بر 
واکنش های شیمیایی آبگیری سیمان دارند هرگز نباید به عنوان افزودنی به بتن تازه افزوده شوند.
اگر اطلاعات کافی و معتبر از کاربرد یک افزودنی پایاگر در دسترس نباشد، بهترین روش برای بررسی تاثیر افزودنی بر خواص بتن انجام آزمایش های کارگاهی است. این آزمایش ها باید با توجه به شرایط آب و هوایی مورد انتظار، روش و امکانات عملی ساخت و اجرای بتن و با استفاده از مصالح مصرفی کارگاه انجام پذیرد.
آموزش کاربران و آگاه کردن آنان در مورد حساسیت و اثرات منفی احتمالی ناشی از مصارف نادرست و خطاهای پیمانه کردن افزودنی پایاگر الزامی و بسیار سودمند خواهد بود.

ارزیابی و انتخاب ماده پایاگر

موادی که عنوان افزودنی بازدارنده خوردگی به کار می روند باید غیرسمی باشند و برای محیط زیست خطری نداشته باشند. این افزودنی ها باید با شرایط محیطی که در آن به کار می روند به ویژه دماو pH محیط سازگار و در این شرایط کارآمد باشند. در آب به خوبی حل شوند ولی همراه با آب و رطوبت به بیرون بتن تراوش نکنند.
در انتخاب آب بند کننده ها دوباره یادآوری می شود که نم بندها در جاهایی که آب دارای فشار هیدروستاتیکی ناکارآمد هستند.

کنترل کیفیت

یکنواختی و ثابت بودن یک افزودنی در مراحل مختلف پروژه و ارسال های متعدد به کارگاه بایستی کنترل شود و برابری آن با آزمایش های اولیه به اثبات برسد. آزمون های لازم برای شناسایی و تایید افزودنی شامل: تعیین درصد مواد جامد، غلظت ظاهری، طیف سنجی برای مواد آلی، مقدار کلراید، درجه قلیایی (pH)، و برخی موارد دیگر می باشند.
معمولاً با کنترل رنگ، بو، شکل ظاهری و اندازه گیری غلظت و مقدار pH می توان یکنواختی محموله های مختلف افزودنی های وارده به کارگاه را تایید یا رد کرد.

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1399/02/13
سایر مقالات
دوام بتن
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 تخری...
ادامه مطلب
آشنایی با تخریب کننده بتن یا همان کتراک
آشنایی با تخریب کننده بتن یا همان کتراک
تخریب کننده KATROCK یک ماده تخریبی بدون صدا و بی خطر می باشد که برخلاف مواد منفجره در هنگام تخریب تولید هیچگونه صدا، موج انفجار، زمین لرزه، دود ...
ادامه مطلب
کیورینگ بتن با مقاومت بالا
کیورینگ بتن با مقاومت بالا
بتن با مقاومت بالا نسبت آب به سیمان بسیار پایینی دارد و توزیع ذرات آن به دلیل استفاده از افزودنی‌های معدنی بهتر است که در مجموع باعث می‌شو...
ادامه مطلب
استاندارد بتن، مواد شیمیایی بتن و ویژگی ها
استاندارد بتن، مواد شیمیایی بتن و ویژگی ها
استناد بند یک ماده 3 قانون تاسیس موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مصوب ایران مصوب بهمن ماه 1371 به عنوان استاندارد رسمی ایران منتشر می‌شود. ...
ادامه مطلب

نظرات کاربران

به این صفحه امتیاز دهید
با تشکر امتیاز شما به این صفحه می باشد