افزودنی های بتن ویژه بتن های خاص و شرایط آن

برای تولید بتن غیر پراکنده شونده (non-dispersible) کلوئیدی در زیر آب، حداقل نسبت های آب به سیمان باید در محدوده 36/0 تا 6/0 بوده و میزان سیمان و ریزدانه ها معمولا از مخلوط های متناظر روی زمین بالاتر است. اغلب سختی نسبت های مخلوط طوری تعدیل می شود که به پارامترهای طراحی مطلوب برای همه خصوصیات بتن دست بیابیم. در نتیجه، خصوصیات بتن کلوییدی در زیر آب با اضافه شدن سه ماده افزودنی شیمیایی کنترل می شود. مثلا، فوم سیلیکا می تواند در ارتباط با یک AWA و یک فوق روان کننده یا کاهنده های آب سنتی برای کاهش جدایش استفاده شود. نکته اصلی و کلیدی در مورد بتن غیر فروپاشیده با ویژگی های خود تراز شونده، بهینه سازی موفق AWA با افزودنی های بتن مثل فوق روان کننده مورد استفاده برای افزایش اسلامپ می باشد. بهترین نتایج با انواع فوق روان کننده های لیگنوسولفونات فرمالدهید نفتالین با پایه سولفونات به لحاظ روانی و به هم چسبندگی ایجاد نتایج ناگهانی می کنند.
عوامل کمکی با پلیمر در AWA واکنش می دهند تا وزن مولکولی ظاهری پلیمر را افزایش دهند، در نتیجه خصوصیات به هم چسبیدگی پلیمر ارتقاء می یابد که می تواند با AWA مقاومت به شستگی سیمان را افزایش می دهد. این عوامل همچنین کاهش %8/0 در وزن را ممکن می سازند، بدون آنکه اثر معکوسی بر مقاومت داشته باشد (جدول 7-6).

جدول 6-7 نتایج آزمایش برای بتن های حاوی پلیمر و عامل کاهنده گلوتاردهید

اثرات ایجاد شده بر بتن شکل پذیر و سخت شده

اثرات زیر زمانی که AWA در بتن استفاده می شود، ایجاد می گردد:

• خصوصیات به هم چسبیدگی، قابلیت انتقال و خود تراز شوندگی افزایش می یابد.
  
• بتن های حاوی یک اثر سلولز AWA زمان گیرش بیشتری خواهد داشت. بتن های حاوی یک اکریلیک AWA زمان گیرش بیشتری ندارند، غیر از هنگامی که با فوق روان کننده ها ترکیب شوند (شکل 5-6).
  
• وقتی که به بتن اجازه داده شده که توسط آب سقوط آزاد کند، مقاومت بهبود یافت ها برای جدایش وجود خواهد داشت (شکل 6-6).
  
• مقدار PH و تیرگی آب با پیمانه مصرفی افزایش یافته ماده افزودنی کاهش می یابد.
  
• به واسطه قابلیت نگه داری آب بالایی که این مواد افزودنی ایجاد می کنند، جدایی شیرابه از سنگدانه خیلی کمی وجود دارد (شکل 7-6).
  
• برخی افزودنی های طبقه A، B و C دارای خصوصیات روکنشگر (surfactant) ذاتی هستند که کشش سطح در فاز آبی مخلوط را پایین می آورد. در نتیجه، پیمانه های مصرفی بالای سطوح بهینه هوای ناخواسته را محبوس خواهند کرد.

شکل 5-6 رفتار گیرش بتن مقاوم به شستگی

شکل 6-6 مقاومت به شستگی در بتن های با اسلامپ (cm 8/17 in7)

شکل 7-6 ویژگی های جدایی شیرابه از سنگدانه در بتن مقاوم به شستگی، جدایی شیرابه از سنگدانه کل= ml/cm20145/0

• انواع مواد افزودنی و سطوح اضافه شدگی که کاربرد میزان آب اضافی را در مخلوط ضروری می سازند، جمع شدگی خشک را افزایش خواهد داد.

پربازدیدترین مطالب ما را از دست ندهید!
بتن ریزی زیر آب با چه روش هایی انجام می شود؟
چسب سنگ آنتیک چیست
مخلوط کردن ملات

فاکتورهای موثر بر کارایی مواد افزودنی ضد شستگی

فاکتورهای زیر به طور نامطلوب روی تاثیر AWAها در اختلاط های بتنی و ملات اثر می گذارد. از آنجا که تاخیر پمپاژ می تواند زمان بر و پرهزینه باشد، اپراتورهای پمپاژ و مهندس طراح اختلاط بتنی باید به این موارد توجه داشته باشند:

1. میزان سیمان موجود: اگر میزان سیمان موجود زیاد باشد، کاربرد AWAها خیلی ضعیف پاسخ می دهد. اغلب مخلوط های با تکان خواهی بالا حتی در پیمانه های مصرفی حداقل تولید می شود. پیمانه های مصرفی مناسب باید برای مخلوط های خاص پیش از کاربرد آن ارزیابی گردد.
2. دما: دماهای بالا می تواند موجب افت سریع اسلامپ شود، همچنین ممکن است لازم باشد که از یک دیرگیر کننده در ارتباط با AWA استفاده کنیم.
3. ویژگی های ریزدانه ها: مخلوط های حاوی درصد بالای ماسه های ریز با FMهای کمتر از 2.6 مخلوط های با بدنه سنگین را ارئه می دهند که قابلیت پمپاژ را به علت چسبندگی بالا و اصطکاک ایجاد شده در خط لوله با آسیب مواجه می کنند.
4. سازگاری با دیگر مواد افزودنی: به علت خصوصیات ذاتی روکنشگر که اغلب توسط مواد طبقه های A، B و C نمایش داده می شوند، کاربرد آنها با دیگر افزودنی ها همچون کاهنده های آب بایستی به لحاظ اثرات جانبی (یعنی تاخیر شدید گیرش و هوای محبوس اضافی) بر روی بتن شکل پذیر و سخت شده ارزیابی گردد. مولکول های مواد با خصوصیات روکنشگر کمتر با فوق روان کننده ها برای جذب ذرات سیمان رقابت می کنند که پیمانه های مصرفی بالاتر فوق روان کننده ها را موجب خواهد شد.

اختلاط و ذخیره سازی

محدوده پیمانه های مصرفی افزودنی های مورد استفاده در هر پنج طبقه به صورت زیر است:

طبقه A: 0.2-0.5 درصد جامد به لحاظ وزن سیمان؛ طبقه B: %1/0-01/0 جامد به لحاظ وزن سیمان؛ طبقه C: %5/1-1/0 جامد به لحاظ وزن سیمان؛ طبقه D و E %25-1 جامد به لحاظ وزن سیمان. به علت مقادیر اندک مواد افزودنی لازم باید از اضافه شدن مقدار مناسب اطمینان حاصل شود. تجهیزات توزیع خودکار مناسب باید برای مواد مایع به کار گرفته شود. یک توزیع کننده حجم عمومی، همچون یک جام حجمی با اندازه مناسب یا وزن اندازه گیری شده مواد به لحاظ وزن سیمان برای پودرها می تواند به کار گرفته شود. بضی تولید کنندگان مواد بسته بندی شده در بسته های قابل انحلال آبی را که حاوی نرخ اضافه شدگی تجویز شده (در وزن) مواد افزودنی است، به بازار عرضه می کنند. این بسته ها مستقیما به درون میکسر اضافه می شوند (شکل 8-6).

نفوذ ناپذیری بتن

در طی عملیات اختلاط بتن AWA درست پس از اینکه سنگدانه ها تخلیه می گردند، اضافه شده و در یک دوره اختلاط کوتاه پیش از افزودن سیمان به کار می رود. به دلیل شکل جامد آنها و به واسطه تمایل آنها برای شناور شدن روی آب اختلاط، ممکن است که فرآیند اختلاط طولانی تر شده و یا لازم باشد تا با تحریک بیشتری از توزیع دقیق مواد افزودنی اطمینان حاصل شود. اختلاط اولیه ایجاد یک یکنواختی سخت می کند، اختلاط منجر به یک یکنواختی مرطوب تر هم زمان با اینکه انحلال تدریجی پلیمرها می شود. توصیه می شود که اضافه شدن فوق العاده آب در مراحل اختلاط اولیه محدود شود. موادی همچون اکسیدهای پلی اتیلن، اترهای سلولزی و برخی پلی الکترولیت های مصنوعی نمگیر هستند و به هنگامی که در تماس با رطوبت قرار می گیرند تمایل به تولید «توده های» محلول آرام دارند. برای اطمینان از توزیع یکنواخت بتن ترجیح بر آن است که این مواد قبل از اضافه شدن به اختلاط به صورت محلول در آب در بیایند. با اکسیدهای پلی اتیلن، پراکنده شدن تدریجی پودر در یک حجم بزرگ آب حاوی اندکی ایزوپروپونال که با تحرک زیادی تکان داده می شود، از تشکیل توده ها ممانعت می کند. برخی اشکال پودر رطوبت را جذب م یکنند، در حالی که امولسیون ها به هنگامی که در معرض دماهای انجماد قرار می گیرند، برای انعقاد یا ته نشینی فاز جامد مستعد هستند. در نتیجه این مواد باید تحت دمای خشک و نرمال (20-22°C) ذخیره شوند.

شکل 6-8 بسته های افزودنی ضد آب شستگی قابل انحلال در آب

کارکردها

بتن غیر فروپاشنده می تواند به شکل پر شده با آب بدون لوله ترمی (tremie) برای ایجاد تعمیرات سازهای متراکم، ریخته شود. این نوع ماده مزیت های ویژه ای را نسبت به بتن سنتی دارد. از جمله آنها به لحاظ کیفیت تعمیرات صورت گرفته و کاهش در هزینه ریختن در ارتباط با الزامات کارخانه ای و نفر نیروی غواص می باشد. آزمایش های انجام شده روی یک AWA موجود تجاری نشان می دهد که قابلیت پیوند، قابلیت پمپاژ و روان شدن در اطراف آرماتور نسبت به بتن ریخته شده با ترمی سنتی، بهبود یافته است. کیفیت و مقاومت های مغزه ها (کرها) نشان می دهد که بتن با AWA ماده مناسبی برای ساخت بتن سازهای درجا در اعماق آب می باشد.
کاربردهای رایج آنها شامل تولید بتن غیر فروپاشنده در زیر آب و کاهش جمع شدگی آب ناشی از جدایی شیرابه از سنگدانه در بتن های حجیم جای داده شده در قالب های عمیق می باشد. در نتیجه، AWAها در کارهای بتنی در مقیاس حجیم سودمند هستند، چرا که آنها از تشکیل لخته در سطح بتن جلوگیری می کنند. همچنین این ماده افزودنی فضاهای خالی شکل گرفته در زیر میلگردهای آرماتورهای افقی را کاهش می دهد. در نتیجه، پیوند با فولاد افزایش می یابد و مسائل پتانسیل خوردگی هم کاسته می شود. این مواد افزودنی همچنین در ارتباط با WRA ها در گروت های سیمانی چاه نفت برای کاستن از اصطکاک خط لوله و افت آب سریع و گروت کردن داکت های بتنی پیش و پس تنیده استفاده می شوند. شیرهای جدید و وسایل کنترلی در حال توسعه در اروپا و ژاپن که در ارتباط با AWA استفاده می شوند، این قابلیت را دارند که در زمینه بتن ریزی در زیر آب پیشرفت هایی را صورت دهند.