رد کردن لینک ها

شتاب دهنده بتن چیست ؟

شتاب دهنده بتن با سریع کردن روند آبگیری سیمان موجب کاهش زمان گیرش ، افزایش آهنگ کسب مقاومت (زودسخت‌شدن)، یا هر دو می‌شوند. برخی از افزودنی‌ها با افزایش چسبندگی مایع بتن ، عملکردی مشابه شتاب‌دهنده‌ها دارند.

شتاب‌دهنده‌ها بر اساس عملکرد و کاربردشان به چهار گروه اصلی تسریع ­کننده، زودگیرکننده، آنی‌گیرکننده، و زود سخت‌ کننده تقسیم می‌شوند.

بتن ریزی

 

تسریع کننده‌ها (تندگیرکننده‌­ها)(شتاب دهنده بتن)

‌تسریع­ کننده (تندگیرکننده) ماده افزودنی است که زمان گیرش و آغاز تغییر حالت مخلوط بتن از خمیری به جامد (صلب) را کاهش می­‌دهد. به عبارت دیگر، تسریع­ کننده‌ها (تندگیرکننده‌­ها) آهنگ سفت‌شدن بتن و افت روانی (اسلامپ) آن را سرعت می‌بخشند.

زودگیرکنند‌ه‌­ها

زودگیرکننده(شتاب دهنده بتن)، که افزودنی زودگیر بتن ­پاشی (شاتکریت نیز نامیده می­‌شود، طبق تعریف افزودنی است که در حین پاشش یا پیش از پاشش به مخلوط افزوده می‌­شود تا شتابی بسیار سریع در گیرش یا سخت ­شدن مخلوط پاشیده شده پدید آورد‌. محدوده زمانی عملکرد زودگیرهای بتن ­پاشی بسیار کوتاه‌­تر از تسریع­ کننده‌­های (تندگیرکننده‌­های) متعارف بتن است.

افزودنی های بتن

آنی­ گیرکننده­‌ها

آنی­ گیرکننده­‌ها نوعی زودگیر کننده هستند که زمان گیرش خمیر سیمان (سفت­ شدن) را به شدت کاهش می­‌دهند (حدود ۶۰ ثانیه) و گیرش آنی پدید می­‌آورند. آنی­ گیرها برای انسداد نشت آب (نشت ­بندی) یا پاشیدن بتن بر روی جداره­‌های مرطوب به کار می­‌روند.

زود سخت‌ کننده‌ها

زود سخت‌ کنند‌ه طبق تعریف ماده افزودنی است که‌ با یا بدون تاثیر بر روی زمان گیرش‌ روند کسب مقاومت­‌های کوتاه ­مدت بتن را شتاب می­‌دهد (تسریع می‌­کند)‌.

تسریع کننده بتن

 مکانیزم عملکرد شتاب‌دهنده‌ها

شتاب دهنده بتن به طور عمده از نوع افزودنی‌های با عملکرد شیمیایی هستند و با تاثیر بر فرآیند آبگیری سیمان و ساختار محصولات آبگیری، این واکنش را تسریع می‌بخشند. آبگیری سیمان فرآیندی پیچیده است که در آن، ترکیبات مختلف سیمان علاوه بر واکنش با آب بر یکدیگر نیز اندرکنش دارند. سیلیکات‌ها (C3S و C2S) و آلومینات‌ها (C3A و C4AF) بیشترین بخش سیمان را تشکیل می‌دهند.

آلومینات­‌ها با سرعت خیلی زیادتری نسبت به سیلیکات­‌ها هیدراته می­‌شوند. در واقع‌ مشخصه­‌های سفت­ شدن (از دست دادن روانی) و گیرش (جامد شدن) خمیرسیمان پرتلند تا حدود زیادی به وسیله واکنش­‌های آبگیری آلومینات­‌ها کنترل می­‌شوند. سیلیکات­‌ها که حدود ۷۵ درصد سیمان پرتلند معمولی را تشکیل می­‌دهند. نقش اصلی را در تعیین مشخصه‌­های سخت ­شدن (روند کسب مقاومت) به عهده دارند.

واکنش‌های آبگیری سیلیکات‌ها و آلومینات‌ها اگرچه از نظر شیمیایی به دو شیوه جداگانه انجام می‌شوند ولی در عمل مستقل از هم نیستند و بر یکدیگر اندرکنش دارند. برای مثال، تسریع واکنش آلومینات‌ها گرمای زیادی آزاد می‌کند که می‌تواند به تسریع واکنش سیلیکات‌ها منجر شود.

برای درک مکانیزم واکنش شتاب دهنده بتن ، با یک فرض ساده‌انگارانه و برای سادگی می‌توان چنین انگاشت که در زمان شروع واکنش آبگیری، آلومینات‌ها بیشترین تاثیر را بر گیرش و رفتار سفت‌شدن و سیلیکات‌ها بیشترین تاثیر را بر سخت‌شدن و روند کسب مقاومت سیمان می‌گذارند. ‌

تسریع­ کننده‌های (تندگیرکننده­‌های) بتن

تسریع ­کننده‌ها (تندگیرکننده‌­ها) بسته به ترکیبات شیمیایی که دارند، ممکن است عملکرد متفاوتی از خود نشان دهند ولی انتظار می­‌رود عملکرد کلی آنها تسریع واکنش آلومینات‌های سیمان باشد.

در روند واکنش آبگیری سیمان، در همان ابتدا سولفات کلسیم (گچ) موجود در سیمان با سه‌کلسیم‌آلومینات (C3A) واکنش نشان می‌دهد و اترینگایت پدید می‌آورد. اترینگایت‌های تشکیل‌شده دانه‌های سیمان را مانند یک پوشش متراکم در برمی‌گیرند و رسیدن آب به باقیمانده دانه‌های سیمان مانعع می­‌شوند.

در نتیجه روند آبگیری آنها را با تاخیر مواجه می‌کنند. این موضوع به حفظ کارآیی بتن در یک بازه‌ی زمانی محدود کمک می‌کند. زمانی که همه سولفات موجود واکنش نشان دادند و به اترینگایت‌ها چسبیدند، آلومینات اضافی موجود در محیط با اترینگایت‌ها واکنش نشان می‌­دهند و سولفات‌ها را جدا می‌کنند و تشکیل مونوسولفات می‌دهند.

نفوذپذیری مونوسولفات بیشتر از اترینگایت است و اجازه دسترسی آب به دانه‌های سیمان و ادامه روند واکنش آبگیری را فراهم می‌کند. با افزودن تسریع ­کننده‌های (تندگیرکننده‌­های) پایه آلومیناتی‌ به سیمان، مقدار آلومینات در دسترس برای واکنش و‌ تبدیل اترینگایت به مونوسولفات به طور ناگهانی افزایش می‌یابد و روند آبگیری آلومینات­‌ها و در نتیجه سرعت گیرش بتن شتاب می‌یابد. از دیدگاهی دیگر‌تسریع­ کننده­‌های (تندگیرکننده‌­های) بتن، عمدتاً تبدیل اترینگایت به مونوسولفات را شتاب می­‌دهند. ‌

آنی­ گیر کننده­ های بتن

آنی­ گیرکننده ­ها نوعی زودگیرکننده یا شتاب دهنده بتن هستند که زمان گیرش خمیر سیمان (سفت­ شدن) را به شدت کاهش می­دهند (حدود ۶۰ ثانیه) و گیرش آنی پدید می­آورند. آنی­گیرها برای انسداد نشت آب (نشت­بندی) یا پاشیدن بتن بر روی جداره­های مرطوب به کار می­روند.

زودگیرکننده ­های بتن­ پاشی

زودگیرهای بتن­ پاشی می­توانند عملکرد شیمیایی یا فیزیکی داشته باشند. مکانیزم عملکرد زودگیرکننده ­های با عملکرد شیمیایی بسیار شبیه به تسریع کننده ­ها یعنی تسریع واکنش آلومینات­ها است. بسیاری از زودگیرکننده ­های بتن ­پاشی علاوه بر شتاب دادن به فرآیند گیرش سیمان, روند سخت شدن (مقاومت زودرس) آن را نیز شتاب می­دهند.

‌زودگیرکننده‌­های بتن پاشی

زودگیرهای بتن ­پاشی می­‌توانند عملکرد شیمیایی یا فیزیکی داشته باشند. مکانیزم عملکرد زودگیرکننده‌­های با عملکرد شیمیایی بسیار شبیه به تسریع کننده‌­ها یعنی تسریع واکنش آلومینات‌­ها است. بسیاری از زودگیرکننده­‌های بتن­ پاشی علاوه بر شتاب دادن به فرآیند گیرش سیمان، روند سخت شدن (مقاومت زودرس) آن را نیز شتاب می­‌دهند.

زودگیر کننده بتن

تفاوت عملکرد شتاب دهنده‌های قلیایی با شتاب دهنده‌های فاقد قلیا‌ :

در شتاب‌دهنده‌های فاقد قلیا، تسریع زمان گیرش از طریق تشکیل اترینگایت زود هنگام است که تفاوت اصلی این گونه شتاب دهنده‌ها با شتاب دهنده‌های قلیایی است. بنابراین مشکل دوام بتن که به دلیل تأخیر در تشکیل اترینگایت در هنگام استفاده از شتاب دهنده‌های قلیایی بوده، کاملاً برطرف میشود.

در شیمی سیمان و مهندسی عمران اترینگایت به نام باسیل سیمان شناخته شده است. اگر این ترکیب در زمان نامناسب در فرآیند هیدراسیون سیمان تشکیل شود می‌تواند سبب به هم ریختن‌ یا از بین رفتن ساختار سیمان شود.

تخریب ساختار میکروسکوپی سیمان به وسیله تشکیل اترینگایت در زمان هیدراسیون نهایی ایجاد می‌شود که به آن تشکیل اترینگایت تأخیری می‌گویند. که در آخرین مرحله هیدراسیون سیمان سبب ایجاد ترک می‌شود. از سوی دیگر حصول مقاومت زودرس در بتن از طریق کنترل نمودن تشکیل اترینگایت در زمان مناسب فراهم می‌شود، که این عمل سبب سخت شدن، گیرش سریع و مقاومت بالا می‌شود.

از طریق کنترل نمودن زمان تشکیل اترینگایت می‌توان انقباض و انبساط در زمان هیدراسیون سیمان را نیز تعدیل نمود. گیرش سریع سیمان یا بتن به وسیله تشکیل اترینگایت در مراحل اولیه هیدراسیون سیمان حاصل می‌شود که در این مورد استفاده از شتاب دهنده‌های فاقد قلیا مفید است. این دسته از ترکیبات با تشکیل اترینگایت در زمان مناسب که همان سنین اولیه بتن است، سبب افزایش سرعت گیرش و افزایش مقاومت می‌شوند.

 

نظرات

به گفتگو بپیوندید

بازگشت به بالای صفحه