دیرگیر کننده بتن ؛ راهنمای جامع آشنایی با ویژگی ها و انواع آن
0

دیرگیر کننده بتن یا کند گیر کننده ها که در انگلیسی به آن retarder می گویند، باعث تاخیر در گیرش سیمان می شوند.

بتن

همانطور که قبلا در مقاله بتن اشاره شده بود بتن مخلوطی از سیمان (یا مشابه آن) ،آب و سنگدانه(معمولا شن وماسه یا سنگ شکسته) و البته گاهی افزودنی هایی برای بهتر کردن خواص بتن می باشد.بتن تازه بدلیل داشتن خاصیت خمیری میتواند در هر قالب مورد نظر ریخته شود. خواص بتن قابلیت سفارشی شدن را برای تقریبا هرنوع کاربرد و عملکردی و در طیف گسترده ای از محیط های گوناگون دارند.

بتن ماده ایست بسیار اقتصادی و درصورتیکه از مخلوطی مناسب و مرتبط با کاربرد موردنظر استفاده شود می تواند کارایی خود را تا سالها با کمترین نیاز به نگهداری حفظ کند. گستره ای از انواع گزینه ها مانند رنگ، بافت وجزییات معماری در دسترس اند تا کیفیت و زیبایی بتن افزایش یابد.

افزودنی های بتن

تعریف کلی افزودنی ها را می توان به این شکل ذکر کرد که موادی هستند جهت ایجاد تغییراتی که در خواص و کیفیت بتن .

در آئین نامه و ضوابط اجرایی نیز تعاریف مختلفی از آن عنوان شده است ، که در مقاله افزودنی های بتن به طور کامل به آن ها اشاره شده است.

اما ساده‌ترین و جامع‌ترین تعریف افزودنی‌های بتن را استاندارد EN934-2 و استاندارد 2930 ملی ایران ISIRI 2930][1]] ، اینگونه بیان کرده که : افزودنی‌ها ، مواد شیمیایی محلول در آب هستند ( به ندرت به صورت پودر هستند ) که به بتن در حین ترکیب، به مقدار کمتر از 5% وزنی ماده سیمانی، برای اصلاح خواص بتن در حالت تازه و سخت شده، اضافه می‌گردند.

در این مقاله قصد بررسی افزودنی هایی را داریم که در سرعت گیرش بتن موثرند و آن را کاهش می دهند یعنی افزودنی هایی که سرعت گیرش را پایین می آورد و زمان طولانی تری جهت گیرش بتن صرف می شود که به آن ها دیرگیر کننده بتن می گویند البته در مقابل افزودنی هایی که سرعت گیرش را بالا برده نیز وجود دارند که زمان کوتاه تری جهت گیرش بتن صرف می شود که به آن ها تندگیر کننده می گویند که در مقاله دیگری بررسی می گردند.

دیرگیر کننده بتن
دیرگیر کننده بتن

دیرگیر کننده بتن

افزودنی‌های دیرگیر کننده بتن مواد آلی و یا ترکیبی از مواد آلی و معدنی هستند که برای حفظ کارایی بتن و یا ملات تازه به مخلوط اضافه می شوند. رعایت دقیق دستورالعمل های سازنده و دقت در اندازه گیری مقادیر مصرفی از اهمیت بالایی بر خوردار است، زیرا همواره خطر عدم گیرش ناشی از مصرف بیش از اندازه افزودنی های کند گیر کننده وجود دارد.

افزودنیهای دیرگیر کننده بتن روندکسب مقاومت های مکانیکی کوتاه مدت بتن را به تاخیرانداخته اما پس از عمرهای 5 و 7 روزه  رشد مقاومت جبران شده و در اغلب موارد ایجاد آرامش در روند گیرش باعث حصول نتایج مقاومتی بهتر و تولید محصولاتی با تخلخل کمتر نسبت به نمونه های فاقد افزودنی می گردد.

  • مزایای ایجاد تاخیر در گیرش بتن : در موارد بسیاری مانند بتن ریزی در هوای گرم و مناطق گرمسیری، حمل و نقل های طولانی، کسب زمان لازم برای ریختن و پرداخت بتن، هماهنگی با سرعت حرکت قالب لغزنده، کنترل دمای آبگیری بخصوص در بتن های حجیم یا بروز وقفه در عملیات بتن ریزی ضروری است که می تواند با استفاده از افزودنی های دیرگیر کننده بتن امکان پذیر شود.
  • معایب ایجاد تاخیر در گیرش بتن : استفاده از کند گیر کننده بتن ممکن است بر طراحی و یا روند بتن ریزی تاثیر گذارد

 

این مواد عموما به دو شکل زیربه مخلوط های پایه سیمانی افزوده شده و گیرش آن ها را به تاخیر می اندازند:

  1. استفاده از روان کننده بتن و یا فوق روان کننده بتن یی که تاثیرجانبی کندگیری دارند.
  2. استفاده از یک ماده افزودنی کند گیر کننده مستقل.

معمولا افزودنی‌های دیرگیر کننده بتن در حالت مایع اندازه‌گیری و مصرف می‌شوند و چنانچه این افزودنی‌ها به شکل جامد (پودر) تحویل گردند، لازم است ابتدا بر طبق پیشنهاد تولیدکننده محلولی با درصد جامد مناسب ازآن تهیه و سپس مصرف شوند.

برخی از سیمان ها دارای خاصیت کند گیری هستند و گیرش بتن را به تاخیر می اندازند، تاخیرایجاد شده بایستی در محاسبه زمان گیرش مورد انتظار لحاظ گردد. حتی مشاهده گردیده است که تغییر در ترکیبات یک نوع سیمان به خصوص میزان قلیایی ها تاثیر قابل ملاحظه ای بر زمان گیرش دارد.

اگر چه در زمانی که افزایش مقاومت های مکانیکی نیز مد نظر قرار می گیرد، استفاده از افزودنی های کاهنده آب با خاصیت کند گیری یا مصرف توام هر دو افزودنی توصیه می شود.

دیرگیر کننده بتن
دیرگیر کننده بتن

انواع دیرگیر کننده بتن

افزودنی‌های دیرگیر کننده بتن را می توان در دو گروه طبقه بندی نمود.

  1. گروه اول شامل دیرگیر کننده بتن مستقل ( ASTM C-494 Type B ) و دیگری تاثیر کندگیری افزودنی های کاهنده آب( ASTM C-494 Type D&G) می باشند که قادرند زمان گیرش اولیه را بر اساس دسته بندی
    استاندارد ASTM C-494 ، آیین نامه بتن ایران و دیگر استانداردهای معتبر بین المللی از یک تا سه و نیم ساعت به تاخیر انداخته و پس از سپری شدن این زمان، گیرش سیمان بطور طبیعی ادامه می یابد.
  2. گروه دوم شامل آن دسته از کند گیر کننده های مستقل می باشد که قادرند ساعت های طولانی ( حتی تا 72 ساعت) تاخیر در گیرش بتن پدید آورند، مصرف بیش از اندازه این مواد ممکن است باعث عدم گیرش سیمان و در نتیجه فاسد شدن بتن گردد( ناگیر کنندگی). این نوع ناگیر کننده ها درکنترل گیرش بتن باقی مانده در تراک ها جهت شستشوی آسانتر در پایان روز، و یا نگهداری بتن تولید شده در طول شب و یا حتی تعطیلی آخر هفته استفاده می شوند. اخیرا برای بتن پاشی در داخل تونل ها از این نوع ناگیرکننده ها استفاده نموده و بتن را در داخل میکسر ساعت ها حفظ می نمایند. سپس با استفاده از افزودنی فعال کننده و یا زودگیرکننده گیرش بتن آغاز شده و حتی با تنظیم مقدار زودگیر کننده می توان گیرش اولیه بتن  پاششی را به چند ثانیه رسانید.

 

ترکیبات شیمیایی و مواد تشکیل‌دهنده دیرگیر کننده بتن

موادی که بعنوان دیرگیر کننده بتن به‌کار می‌روند، معمولاً شامل ترکیبات و مشتقات مواد شیمیایی زیر هستند که ممکن است به تنهایی و یا در ترکیب با سایر مواد آلی و یا معدنی مورد استفاده قرارگیرند:

  • نمک ها و ترکیبات اسید لیگنو سولفونیک
  • برخی از نمک های اسید نفتالین سولفونیک با جرم ملکولی سنگین
  • هیدروکربورها و گلوکنات ها
  • شکر، ملاس و انواع مواد قندی
  • نمک های اسید کربوکسیلیک
  • نمک های غیر ارگانیک برخی از فسفات ها و بورات ها
دیرگیر کننده بتن
دیرگیر کننده بتن

نحوه عملکرد دیرگیر کننده بتن

فرایند گیرش و سخت شدن سیمان از طریق اندرکنش سیمان و آب میسر میشود، محصول این ترکیب مواد سختی با نام ژل سیلیکات کلسیم هیدراته شده ( CSH ) می باشد، که در ضمن باعث آزاد شدن سریع یون های کلسیم در محیط می شود. تجمع این محصولات در اطراف ذرات موجود در مخلوط و ایجاد لخته های بزرگترمنجر به تشکیل بتن خمیری شده و در ادامه آن سخت شدن و کسب مقاومت بتن اتفاق می افتد.

با توجه به تعدد مواد اولیه مصرفی در تولید افزودنی های کند گیر کننده و ترکیبات مختلف آن ها نمی توان مکانیزم  واحدی را برای عملکرد همه آن ها تعریف نمود، ولی بطور کلی عملکرد این افزودنی ها به شکل های زیر می باشد:

  • برخی از افزودنی های دیرگیر کننده بتن با تجمع یون های کلسیم آزاد در اطراف مواد سیمانی هیدراته نشده از ادامه روند گیرش برای مدت زمان معینی جلو گیری می نمایند، زمان تاخیر در گیرش به عواملی چون نوع و ترکیبات کند گیر کننده بتن ، مقدار مصرف، و زمان افزودن به مخلوط بستگی دارد.
  • گروهی دیگر از این افزودنی ها دارای عملکرد دوگانه هستند، بدین ترتیب که علاوه بر تشکیل غشایی در اطراف مواد سیمانی هیدراته نشده و جلو گیری از آب گیری آنها، دارای خاصیت پراکنده کنندگی ذرات بوده و از لخته شدن و تشکیل بتن خمیری جلو گیری می نمایند. این نوع مواد کند گیر کننده بتن از توان دیر گیری بیشتری برخوردارند و میتوانند بتن تولید شده را برای ساعت ها و یا روز های بعدی بشکل کاملا تازه نگهدارند.
دیرگیر کننده بتن
دیرگیر کننده بتن

کاربرد دیرگیر کننده بتن

همانند سایرافزودنی‌های شیمیایی بتن، دیرگیر کننده بتن نیز پاسخگوی نیازهای متعـددی در کارگاه هستند، به خصوص در شرایط آب وهوایی ایران که در منطقه گرم و خشک طبقه بندی می شود، همواره گیرش های زود هنگام باعث بروز مشکلات متعدد اجرایی می شوند. شاید تاکید برتوجه ویژه به این نوع افزودنی ها و قراردادن آن در طراحی بتن ضروری باشد.

حتی در مواقعی که به لحاظ دسترسی به سیمان و مصالح مرغوب و وجود ابزار های مناسب تولید و مدیریت کارگاهی سازمان یافته نیازی به مصرف انواع دیگر افزودنی ها نباشد ولی روند گیرش ، کسب مقاومت بتن، پرداخت وعمل آوری نامناسب باعث عدم توفیق در کسب ویژگی های بتن سخت شده گردد. افزودنی های دیرگیر کننده بتن می توانند بسیاری از مشکلات اجرایی و نتایج نا مطلوب بتن سخت شده را برطرف نمایند. اهم موارد کاربرد افزودنی های کندگیرکننده به شرح زیر می باشد:

  • حمل و انتقال بتن : اغلب در مناطق شهری امکان ایجاد بتن ساز مرکزی در کارگاه وجود ندارد یا شرایط تولید 24 ساعته آن مهیا نیست،  یا بدلیل احجام بتن ریزی، ایجاد بتن ساز مرکزی توجیه اقتصادی نداشته واستفاده از بتن آماده اجتناب ناپذیر است. حتی در برخی از پروژه های برون شهری مانند کارگاه های تونل سازی، یا گستردگی فضای کارگاه، خرابی و متوقف شدن کامیون حمل کننده و یا مناطق کوهستانی فاصله زمانی تولید اولین بخش بتن تا ریختن آخرین قسمت هر تراک موجب هیدراته شدن و حتی گیرش بخش قابل توجهی از بتن قبل از ریختن آن می شود. در همه این موارد افزودن کندگیرکننده برای ایجاد تاخیر در گیرش بتن متناسب با زمان حمل وانتقال بتن به درون قالب ضروری است.
  • بتن ریزی حجیم : دمای ایجاد شده در بتن های حجیم ناشی از آب گیری مقادیر زیاد سیمان باعث پدید آمدن اختلاف شدید دما بین هسته میانی وسطوح بیرونی شده و منجر به بروز ترک های حرارتی می شود، در چنین مواردی علاوه بر تمهیدات کارگاهی برای کاهش اختلاف دما، استفاده از کند گیرکننده باعث ایجاد آرامش در روند آبگیری و در نتیجه کنترل دما می شود.
  • بتن ریزی باقالب های لغزنده : طراحی حرکت قالب های لغزنده به گونه ای است که جهت پرهیز از چسبندگی بتن به قالب لازم است تاخیرهای چند ساعته در گیرش بتن پیش بینی گردد. به علاوه، در صورت وجود آرماتور با فشردگی زیاد در طراحی سازه احتمال عدم چسبندگی بین بتن و فولاد وجود دارد. این پدیده در زمانی که بتن دارای روانی لازم نبوده یا ویبره کامل میسر نیست تشدید می شود. حضور کند گیر کننده در طرح اختلاط بتن این فرصت را فراهم می آورد که بتن ریخته شده تحت نیروی وزن خود فضای موجود بین آرماتورها را بخوبی پر نموده و چسبندگی بین بتن و فولاد را افزایش دهد.
  • بتن ریزی شمع ها و دیوارهای عظیم : در چنین طرح های بتن ریزی علاوه برمشکل ایجاد دمای بیش از حد، لزوم پیوستگی سازه و عدم پیدایش درز های واریزاز یک سو و عدم امکان تولید و ریختن احجام بسیار زیاد بطور پیوسته از سوی دیگر،کندگیری بتن هایی که زودتر ریخته می شونداجتناب ناپذیراست. این مسئله در هنگام بتن ریزی عرشه پل ها و یا تیر های بزرگ نیز دارای اهمیت است و گیرش تدریجی و هماهنگ بتن باعث کاهش خطر خمیدگی و انحراف سازه می شود.
  • پرداخت ونماسازی : در مواردی که سطح نهایی نیاز به پرداخت دارد یا به منظور ایجاد پیوند بهتر بتن با لایه روکش سطحی ، جلوگیری از خشک شدن سطح بتن به کمک کندگیرکننده میسر می شود. ضمنا ایجاد نماهای تزئینی با سنگدانه های رنگی به کمک خمیرها و یا کاغذ های آغشته به کندگیرکننده انجام می شود.
  • شستشوی کامیون های حمل : عدم دسترسی به آب یا لزوم صرفه جویی در مصرف آن بخصوص در واحد های تولید بتن آماده، و در برخی موارد جهت پرهیز از آلایندگی محیط زیست در سال های اخیر استفاده از نوعی کندگیرکننده را متداول ساخته است که بجای شستشوی کامیون حمل بتن در پایان هر نوبت کاری, گیرش بتن باقی مانده در دیگ را برای مدت زمان لازم به تاخیر می اندازد.

تاثیر دیرگیر کننده بتن بر ویژگی‌های بتن تازه و سخت شده

مهمترین نقش افزودنی‌های دیرگیر کننده بتن بر روی بتن تازه است ، و چنانچه در بند 5 بطور مشروح بیان گردید کندگیرکننده ها تاثیر غیرقابل انکاری بر روی بتن تازه در مراحل ساخت، حمل، انتقال، ریختن، پرداخت و روند کسب مقاومت دارند.

تاثیر این افزودنی ها بر روی بتن سخت شده نیز پیامد نقش آن ها بر روی بتن تازه می باشد و از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • دوام : آرامش در روند گیرش باعث می شود تا بتن به تدریج در قالب جای گیرد و حباب های درشت و مضر از لایه های درونی به طرف سطح آمده و خارج شوند. این پدیده منجر به تولید بتنی با تخلخل و نفوذ پذیری کمتر میشود و در نتیجه آسیب پذیری بتن سخت شده بخصوص در مناطق دریایی کمتر خواهد بود. لازم به تاکید است که در موضوع دوام بتن نقش سایر افزودنی های بتن مانند مواد هوازا و کاهنده های آب غیر قابل انکار است .
  • جمع شدگی و کنترل ترک : گیرش های سریع یا ناهماهنگ بخش های مختلف بتن منجر به بروز ترک های حرارتی و جمع شدگی می شود. این پدیده در بتن های حاوی کندگیرکننده به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. جمع شدگی در هنگام خشک شدن در بتن هایی که فرصت جاگیری بهتر در قالب را دارند کمتر است و به عبارت دیگر بخش عمده جمع شدگی در مرحله خمیری اتفاق می افتد.
  • مقاومت نهایی : اگرچه افزایش مقاومت مکانیکی بتن سخت شده با طراحی دقیق اجزای بتن و کاهش آب مصرفی رابطه مستقیم دارد، ولی بتن های حاوی کندگیرکننده به دلیل گیرش یکنواخت و کاهش ترک های اجرایی و خشک شدن در مقایسه با بتن فاقد افزودنی، با وجود تاخیر در کسب مقاومت اولیه، انتظار می رود دارای مقاومت فشاری وخمشی دراز مدت بیشتری باشند.
  • سطوح بتن : خروج حباب های درونی بتن و جاگیری بهتر بتن باعث پیدایش سطوح صاف تر درون قالب و سطح رویی بتن می شود. ضمن اینکه بتن های حاوی کندگیرکننده در برابر تغییر شکل و خزش پایداری بهتری از خود نشان می دهند.

تاثیر مواد متشکله بتن بر عملکرد دیرگیر کننده بتن

اجزای تشکیل دهنده بتن و بخصوص ترکیبات سیمان تاثیر قابل توجهی بر عملکرد افزودنی دیرگیر کننده بتن دارند. به عنوان مثال، افزایش میزان قلیایی ها ( Na2O+K2O ) و آلومینات ها  باعث کاهش تاثیر کندگیرکنندگی میشوند و برعکس، سیمان های حاوی قلیایی های کمتر و یا سلیکات کلسیم بیشتر نیاز کمتری به کندگیرکننده دارند. این مسئله لزوم انجام آزمایش های اولیه کارگاهی برای تعیین مقدار مصرف، و همچنین تداوم این آزمایش ها بر روی هر محموله سیمان وارده به کارگاه را ضروری می سازد.

وجود پوزولان ها در سیمان و یا افزودن مواد پوزولانی به بتن  بر گیرش بتن اثر می گذارند و در نتیجه لازم است مقدار مصرف دیرگیر کننده بتن درهربار تغییر درمقادیر پوزولان ها مجددا بررسی شود. به عنوان مثال تغییر سیمان کارگاه از نوع 2 به سیمان پوزولانی باعث تاخیر در زمان گیرش می شودو لازم است قبل از استفاده از سیمان پوزولانی مقادیر جدیدمصرف کندگیرگننده توسط آزمایش های کارگاهی تعیین شود.

دیرگیر کننده بتن
دیرگیر کننده بتن

تاثیر عوامل محیطی و اجرایی بر عملکرد دیرگیر کننده بتن

دما مهمترین عامل محیطی است که بر عملکرد دیرگیر کننده بتن تاثیرمستقیم دارد. اصولا، یکی از دلایل توصیه مصرف کندگیرکننده، مقابله با مشکلات بوجود آمده در هوای گرم می باشد. رطوبت، سرعت وزش باد، ماشین آلات و تجهیزات تولید و انتقال بتن، زمان حمل، و مهارت نیروهای اجرایی از دیگر عوامل تاثیر گذار در عملکرد افزودنی‌های کندگیرگننده می باشند. بعنوان مثال مقدار مصرف کندگیرکننده در ساعات مختلف روز و شب متفاوت خواهد بود.

از آنجاکه مصرف بیش ازاندازه اغلب دیرگیر کننده بتن منجر به دیرگیرکنندگی مضر خواهدشد، دقت اندازه گیری و پیمانه کردن از اهمیت ویژه ای برخورداراست. تمامی افزودنی‌های کندگیرکننده بتن در محدوده ی زمانی معینی بر مخلوط بتن تاثیر می‌گذارند و به محض اتمام این محدوده ی زمانی، آب گیری سیمان آغاز می شود. بنابراین، مقادیر مصرف به گونه ای باید تنظیم شود تا فرصت کافی برای ریختن، لرزاندن، پرداخت و کارهای تکمیلی فراهم گردد.

نگهداری از دیرگیر کننده بتن

مخازن نگهداری افزودنی‌ها باید به آسانی قابل شناسایی بوده و محلول‌ها در برابر آلودگی، تبخیر، رقیق شدن، دمای بسیار بالا و یخ‌زدگی، محافظت شوند. توجه به زمان انبارداری هر افزودنی براساس توصیه ی تولیدکننده ی آن ضروری است. اختلاط دو یا چند افزودنی با هم مجاز نمی‌باشد وباید آن ها را به طور جداگانه پیمانه و به مخلوط اضافه کرد. مگر این که سازگاری آن ها با یکدیگر قبلاً توسط تولیدکننده بلامانع اعلام شود. برای مثال، ممکن است کندگیرکننده و روان‌کننده ی بخصوصی با هم سازگاری نداشته باشند و هرکدام در مخازن جداگانه نگهداری و با فاصله زمانی مناسب به مخلوط کن بتن افزوده شوند.

با توجه به این که این افزودنی‌ها معمولا در مقادیر بسیارکم و بر اساس نسبت های کوچک به سیمان مصرف می‌شوند، لازم است لوازم اندازه‌گیری دقیق برای پیمانه کردن آن ها در کارگاه فراهم و در ضمن آموزش‌های لازم در مورد حساسیت و تاثیرات نامطلوب احتمالی ناشی از مصارف نادرست به کاربران ارایه شود.

[porto_block label=”” id=”17811″ name=”readyconceretrelatedproducts”]

دیدگاه شما چیست

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

0

بالا

X