انواع افزودنی های زودگیر بتن
انواع افزودنی‌های زودگیر بتن
انواع افزودنی های زودگیر بتن موادی هستند که موجب افزایش سرعت گیرش و کاهش زمان سخت شدن بتن می‌شوند. انواع افزودنی‌های زودگیر بتن برای به حداقل رساندن زمان گیرش کاربرد دارند که عموماً در حالت پلاستیکی خمیر سیمان اتفاق می‌افتد.
دقت نمایید که سفت شدن و سخت شدن در بتن با هم متفاوت است. سفت شدن به معنی گیرش در بتن و سخت شدن به معنی شروع ایجاد مقاومت پس از گیرش است. بعضی از انواع افزودنی‌های زودگیر بتن در گیرش یا سخت شدن اثرگذار هستند در حالی که برخی دیگر از انواع افزودنی‌های بتن هم در سرعت گیرش و هم در سخت شدن بتن تاثیر می‌گذارند.
این افزودنی‌ها با سرعت بخشیدن به واکنش‌های هیدراتاسیون سیمان، سبب می‌شوند بتن در زمان کوتاه‌تری به مقاومت بهینه برسد. در استانداردها و آیین نامه‌ها از افزودنی‌های زودگیر بتن با نام افزودنی نوع سی نام برده می‌شود.
موارد مورد استفاده از این افزودنی‌ها در شرایطی است که نیاز به کسب سریع مقاومت بتن احساس می‌شود مانند بتن ریزی در آب و هوای سرد، پروژه‌هایی با زمان بندی فشرده و تعمیرات اضطراری و فوری.
البته با روش‌های دیگری دیگری نیز می‌توان مقاومت بتن را بالاتر برد مانند: استفاده از سیمان پورتلند نوع سوم( سیمان با مقاومت بالا)، پایین آوردن نسبت آب به سیمان به وسیله اضافه کردن ۶۰ تا ۱۲۰ کیلوگرم سیمان در هر متر مربع بتن، استفاده از افزودنی‌های کاهنده میزان آب، عمل آوری بتن در محیطی با دمای بالا
مزایای استفاده ازانواع افزودنی‌های زودگیر بتن :
کاهش زمان گیرش و تسریع زمان سخت شدن بتن
امکان بتن ریزی در هوای سرد
بالا بردن مقاومت اولیه بتن
افزایش سرعت اجرای پروژه
معایب استفاده از انواع افزودنی‌های زودگیر بتن:
کاسته شدن از میزان کارایی بتن
کاهش میزان دوام بتن در صورت استفاده از کلسیم کلرید بیش از حد مجاز
افزایش میزان جمع شدگی بتن
کاربردهای انواع افزودنی‌های زودگیر بتن:
تولید بتن پیش ساخته
تعمیرات اضطراری بتن
تسریع در انجام پروژه‌هایی با زمانبندی فشرده
تزریق بتن ریزی در آب و هوای سرد
در این مقاله به بررسی انواع افزودنی‌های زودگیر بتن و کاربرد هر یک می‌پردازیم.
استفاده از انواع افزودنی های زودگیر بتن علاوه بر بالاتر بردن کارایی بتن در حالت خمیری و افزایش مقاومت و دوام بتون سخت شده از طریق قطع نفوذ پذیری باعث بالارفتن سرعت گیرش بتن می‌شود.
مواد سازنده کلی افزودنی زودگیر بتن شامل : ژل میکروسیلیس، مواد واترپروف، فوق روان کننده‌های پلیمری، فیلرهای پر کننده ، کاتالیزورها و… می باشند.
انواع افزودنی های زودگیر بتن را براساس روش و مورد مصرف می توان به سه دسته ی افزودنی زودگیر بتن مسلح، افزودنی زودگیر بتن غیر مسلح و افزودنی زودگیر پاششی(شاتکریت) دسته بندی کرد.
افزودنی زودگیر بتن مسلح: در قدیم از کلسیم کلرید به عنوان رایج‌ترین افزودنی زودگیر بتن مسلح نام برده می‌شد اما امروزه کاربرد چندانی ندارد و به جای آن, از برخی از سیلیکات‌ها مانند فلوسیلیکات، کربنات‌های محلول و ترکیبات آلی مانند تری اتنولامین و… استفاده می‌شود که در میان این چند ترکیب، تری اتنولامین ها و تری سیلیکات‌ها از بقیه گرانتر هستند.
این مواد با بالا بردن سرعت واکنش‌های سیمان موجب تسریع در دوره گیرش اولیه بتن می گردند.
افزودنی زودگیر بتن غیر مسلح و ملات: این افزودنی‌ها به عنوان زودگیر کننده‌هایی با توجیه اقتصادی بالا و دارای تاثیر مثبت در بالا بردن سرعت گیرش و پروسه سخت شدگی بتن‌های غیر مسلح کاربرد دارند. زودگیر های بتن غیر مسلح عموماً به حالت محلول هستند و با بالا بردن سرعت واکنش‌های هیدراتاسیون فازهای پیشروی سیمان موجب کوتاه شدن زمان گیرش بتن شده و میزان سطح اشباع آب داخل بتن را کاهش داده و مانع از یخ زدگی آب داخل بتن خواهند شد .
افزودنی زودگیر پاششی(شاتکریت) : این افزودنی‌ها با بالا بردن سرعت گیرش اولیه یا گیرش آنی شاتکریت، موجب بهبود مقاومت فشاری سنین اولیه، چسبندگی، کم شدن میزان پس دادن بتن از سطوح و بالا بردن مقاومت در مقابل یخ زدگی می‌شوند.
از دیگر مزیت‌های استفاده از افزودنی زودگیر در فرایند شاتکریت خشک می‌توان به موارد زیر نیز اشاره کرد: کاهش پس زدگی مواد، کاهش میزان گرد و غبار و افزایش مقاومت زودرس.
در پروسه پاشش تر نیز استفاده از افزودنی زودگیر منجر به تسریع در گیرش و بهبود مقاومت زودرس بتن خواهد شد. مواد افزودنی زودگیر بتن پاششی (شاتکریت) در لاینینگ تونل‌ها و حفاری‌هاو نیز پایدارسازی شیب‌ها و گودبرداری‌ها کاربرد دارد.
درحالت کلی افزودنی‌های زودگیر بتن به دو دسته کلی تقسیم بندی می‌شوند :افزودنی زودگیر برپایه ی کلسیم کلرید و افزودنی زودگیر برپایه ی غیر کلرید
کلسیم کلرید: کلسیم کلرید یک ماده شیمیایی است که در انواع افزودنی‌های زودگیر بتن به خصوص در بتن‌های غیر مسلح و بدون میلگرد دارد. کلسیم کلرید به عنوان زودگیر کننده و شتاب دهنده سرعت گیرش بتن شناخته می‌شود که علاوه بر خواص بالا باعث افزایش جمع شدگی و تغییر رنگ در بتن خواهد شد. این ماده شیمیایی ضد انجماد نیست و تنها می‌تواند تا چند درجه از نقطه انجماد بتن بکاهد.
رایج‌ترین نوع افزودنی زودگیر کلسیم کلرید است که در عین متداول بودن باید در میزان مصرف آن دقت نمود. زیرا استفاده بیش از دوز مصرف می‌تواند موجب خوردگی آرماتورها، کاهش دوام بتن و ایجاد ترک‌های سطحی گردد. تحقیقات مشخص نموده میزان دوز مصرف کلسیم کلرید از مقدار ۲ درصد حجم سیمان بیشتر نباید باشد.
استفاده از بیش از این مقدار از کلسیم کلرید می‌تواند مشکلات زیادی در بتن ریزی ایجاد نموده و موجب آسیب دیدگی بتن گردد.آسیب های مانند بالا رفتن بیش از حد سرعت سخت شدن بتن، افزایش جمع شدگی، خوردگی فولاد تقویت شده و کاهش مقاومت بتن و… ازجمله مشکلات استفاده بیش از حد از کلسیم کلرید است.
اگر در هنگام عمل آوری بتن از سیمان رنگی، میلگرد و فولاد استفاده می‌شود برای استفاده از کلسیم کلرید باید جانب احتیاط را نگه داشت و طبق دستورالعمل‌ها عمل کرد.در موارد خاص مانند بتن‌های استفاده شده در پارکینگ‌ها، بتن‌هایی که در محیط‌هایی با دمای بالا به کار برده می‌شوند و بتن‌های حاوی آلومینیوم یا سنگدانه‌هایی دارای امکان واکنش با کلسیم کلرید ویا در پروژه‌هایی با بتن ریزی در حجم بالا، استفاده از کلسیم کلرید به عنوان افزودنی زودگیر بتن ممنوع است.
هنگام استفاده از کلسیم کلرید باید آن را به صورت محلول به آب در طرح اختلاط مخلوط بتن تازه اضافه نمود تا به طور کامل در مخلوط بتنی ترکیب شود.
نمک‌های دیگر: از نمک‌های دیگری مانند سدیم نیترات نیز به عنوان افزودنی زودگیر استفاده می‌شود اما در مقایسه با کلسیم کلرید میزان اثربخشی کمتری دارند و از این مواد در مواردی به عنوان افزودنی زودگیر بتن استفاده می‌شودکه استفاده از کلسیم کلرید امکان‌پذیر نباشد. زیرا افزودنی‌های زودگیر دیگربه اندازه کلسیم کلرید کارایی ندارند.
فرمات‌ها: فرمت‌ها ترکیبات الی هستندکه میزان سرعت گیرش را بالاتر برده واثرات نامطلوب و مخرب کلسیم کلرید را ندارند و همچنین به عنوان عامل کاهنده نفوذ پذیری بتن نیز کاربرد دارند
نیترات‌ها: برخی نیترات‌ها مانند نیترات کلسیم و نیترات سدیم نیز به عنوان افزودنی زودگیر بتن بدون کلرید مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد علاوه بر ایجاد سرعت بالاتر در گیرش، می‌توانند به عنوان بازدارنده خوردگی نیز عمل نمایند.
سولفات‌ها: سولفات آلومینیوم و و سولفات کلسیم به عنوان یکی از انواع افزودنی های زودگیر بتن کاربرد دارند
مواد آلی دیگر: از برخی مواد آلی دیگر مانند لیگنو سولفونات ها نیز به عنوان افزودنی زودگیر استفاده می‌شود که عموما قیمت بالاتری نسبت به زودگیر های بر پایه ترکیبات معدنی دارند.ترکیبان دیگر مانند شکر ،آلکانول آمین ها و برخی ترکیبات آلی می توانند به عنوان افزودنی زودگیر بتن مورد استفاده قرار گیرند.
این ترکیبات موجود بهبود سرعت واکنش بین آب و بتن می شوند. توجه داشته باشید که کاربرد این افزودنی ها در مقایسه با سایر افزودنی های زودگیر کلریدی و غیر کلریدی کارایی کمتری دارند اما اگر در مکان های خاص نتوان از سایر افزودنی ها استفاده کرد می توان از این نوع افزودنی ها بهره جست.
مزایای انواع افزودنی‌های زودگیر کننده بتن غیر کلریدی
افزایش میزان دوام بتن: بعضی از انواع افزودنی های زودگیر بتن می توانند از بتن در برابر عوامل محیطی مانند سیکل های متناوب ذوب و انجماد و همینطور حمله های سولفات محافظت نمایند.
جلوگیری از خوردگی ارماتور ها: از مهم ترین مورد از مزیت های این افزودنی ها می توان به جلوگیری از خوردگی آرماتورها اشاره کرد
سازگاری در برابر محیط زیست: افزودنی های غیر کلریدی در مقایسه با افزودنی های بر پایه کلرید نسبت به محیط زیست سازگارتر هستند.
بتن مسلح: هنگام استفاده از بتن مسلح بهتر است برای جلوگیری از خوردگی از افزودنی زودگیر بتن برپایه غیر کلریدی استفاده شود.
بتن های با دوام بالاتر: اگر بتن موردنظر در محیط های خورنده مانند سازه های دریایی و پل ها مورد استفاده قرار می گیرد برای جلوگیری از تخریب و آسیب به بتن استفاده از افزودنی زودگیر برپایه غیر کلریدی ضروری می باشد
بتن های زینتی: اگر بتن برای مکان های که ظاهر در آن ها اهمیت دارد مورد استفاده قرار می گیرد، بهتر است از افزودنی برپایه غیر کلریدی برای حفظ ظاهر بتن در دراز مدت استفاده شود.
مقایسه انواع افزودنی زودگیر بتن
همانگونه که در بالا اشاره شد افزودنی‌های زودگیر نقش مهمی در سرعت بخشیدن به فرایند سخت شدن بتن و کاهش میزان زمان گیرش و بالا بردن سرعت انجام پروژه‌ها دارند . مشخص است که هر یک از این افزودنی‌ها دارای مزایا و معایب مخصوص به خود هستند و انتخاب مناسب‌ترین نوع از بین انواع افزودنی های زودگیر بتن، به شرایط بتن و نوع بتن مورد استفاده بستگی دارد.
دسته‌بندی انواع افزودنی زودگیر بتن را
دسته بندی انواع افزودنی زودگیر بتن را به شرح زیر نیز می‌توان انجام داد:
- با توجه به تفاوت بین خواص گیرش و سخت شدن
- بر اساس نوع بتن
موارد مهم در انتخاب انواع افزودنی های زودگیر بتن: با توجه به این که این افزودنی ها به صورت مایع و پودری در بازار موجود است و نوع پودری می تواند در زمان ساخت بتن در داخل میکسر اضافه شود و نوع مایع در داخل آب بتن یا در هنگام میکس به بتن اضافه می شود و طبق استاندارد نسبت استفاده از این افزودنی ها به سیمان مورد نیاز در طرح اختلاط باید بین ۱ تا ۳ درصد وزنی باشد می توان با کمک مشاوران و متخصصان نوع افزودنی زودگیر بتن انتخاب شود. مشاوره با متخصصین ما در سایت بتنو و ایران بتن پیش از مصرف این افزودنی ها ضروری می باشد.
نوع بتن: اگر در پروژه از بتن مسلح استفاده شده است بهتر است از افزودنی زودگیر بدون کلرید استفاده شود. مقدار مصرف از انواع افزودنی زودگیر بتن باید طبق دستورالعمل تولید کننده و با توجه به نوع سیمان شرایط محیطی معین گردد.
تست‌های کنترل کیفیت: برای اطمینان از کیفیت افزودنی زودگیر، باید از انجام آزمایش‌های کنترل کیفیت بر روی محصول اطمینان حاصل نمود.
سرعت مورد نیاز: اگر با توجه به شرایط پروژه نیاز به سرعت بسیار بالا در سخت شدن بتن است، می توان از کلسیم کلرید استفاده کرد اما توجه به این نکته ضروری است که برای کسب مقاومت و دوام بیشتر، استفاده از افزودنی‌های بدون کلرید مناسب‌تر است.
شرایط محیطی: اگر پروژه در مناطق با رطوبت بالا و امکان خوردگی آرماتورانجام می شود ، بهتر است از افزودنی زودگیر بدون کلرید استفاده شود .
هزینه افزودنی زودگیر بتن: میزان هزینه افزودنی زودگیر با توجه به نیاز پروژه می تواند در تصمیم گیری موثر باشد.
مشاوره با متخصصان: با توجه به انواع افزودنی زودگیر بتن، بهتر است قبل از انتخاب نوع افزودنی زودگیر بتن حتما با مشاوران و متخصصان در این زمینه مشورت شود زیرا استفاده ی نادرست از انواع افزودنی های زودگیر بتن می‌تواند منجر به کاهش کیفیت و دوام بتن گردد.
