مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی و قطعات جانبی بتن _ ارائه دهنده خدمات فنی و مهندسی بتن

Produce & Repconsultant, producer of concrete products providing engineering and technical services
افزودنی هوازای بتن ( حباب زای بتن )

با سلام و شادباش ، امروزه افزودنی های بتن نقش انکار ناپذیری در زمینه اجرا و دوام بتن و سازه های بتنی ایفا می کننده از جمله این افزودنی های بتن ، افزودنی هوازای بتن می باشد. این نوع افزودنی ها دارای انواع مختلفی می باشد که می تواند در موقعیت های اجرایی مختلف به کارگیرفته شود. از جمله این موارد می توان به اجرای بتن های در معرض سایش، بتن های در معرض سیکل دوب و یخ ، بتن های با دوام ، بتن های در معرض تبلور نمک و ... می باشد. در متن زیر به شرح انواع افزودنی هوازای بتن ، روش و میزان مصرف ، استاندارد ،محل مصرف ، سیستم عملکرد ، شیوه نگهداری و ... پرداخته شده است.

شما می توانید برای اخذ مشاوره در خصوص افزودنی های حباب زا بتن ، استعلام قیمت حباب زا بتن ، دریافت مشخصات فنی و نیز در صورت نیاز ثبت سفارش خرید افزودنی هوازای بتن با بخش بازرگانی و فروش کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران تماس حاصل نماید.

 

 

افزودنی حباب زای بتن یا هوازای بتن

 

پيدايش و گسترش بتن هوازايي شده در سال‌هاي مياني دهه‌ي 1930 يکي از پيشرفت‌هاي اساسي تکنولوژي بتن به شمار مي‌آيد. در اثر اختلاط و هم‌زدن بتن، مانند هر ماده خميري ديگر، حباب‌هاي ريز و درشت هوا به طور اتفاقي و ناخواسته در بتن حبس مي‌شوند. حباب‌هاي هواي حبس‌شده داراي شکل نامنظم هستند و اندازه آنها بزرگتر از 1000 ميکرون (يک ميليمتر) است. اين حباب‌ها ناپايدارند و بخش عمده‌اي از حباب‌هاي درشتي که به اين ترتيب ايجاد مي‌شوند به سرعت از بين مي‌روند. هواي حبس شده به نام "هواي محبوس[1]" شناخته مي‌شود. منظور از "هوازايي[2]" آن بخش از حباب‌هاي ريز هوا است که به طور عمدي در بتن ايجاد مي‌شوند و با هواي محبوس تفاوت آشکار دارد. قطر حباب‌هايي که به طور عمدي در بتن ايجاد مي‌شوند (هوازايي) از اندازه حباب‌هاي محبوس کوچکتر و عمدتا بين 10 تا 100 ميکرون است. براي هوازايي در بتن از يک افزودني هوازا که در حين اختلاط به بتن افزوده مي‌شود استفاده مي‌گردد. براي هوازايي مي‌توان از سيمان هوازا نيز استفاده کرد ولي در حال حاضر در ايران سيمان هوازا توليد نمي‌شود. در اين فصل به هوازايي در اثر کاربرد يک افزودني هوازا پرداخته مي‌شود.

واژه هاي كليدي: بتن هوازايي شده، افزودني هوازا، هوازايي، هواي محبوس، بازده حجمي، قوام بتن، آب دوست، آب گريز.

1 – تعريف

افزودني‌هاي هوازا[3] يا هوازاها بنا به تعريف، افزودني‌هايي هستند که در حين اختلاط (با تاثيرگذاري بر نيروهاي کشش سطحي آب)، ساختاري همگن از ريزحباب‌هاي ناپيوسته در بتن، ملات، يا خمير سيمان پديد مي‌آورند. افزودني‌هاي هوازا در حقيقت با تشکيل و تثبيت حباب‌هاي هوايي که در حين اختلاط وارد بتن مي‌شوند، مقدار هواي بتن را افزايش مي‌دهند و بر خلاف افزودني‌هاي گازساز يا کف‌زا هيچگونه گاز يا کفي در اثر واکنش شيميايي در بتن ايجاد نمي‌کنند.

2 – مكانيزم عملكرد هوازاها

هوازاها از نوع افزودني‌هاي با عملكرد فيزيكي هستند و تاثير مستقيم ‌بر فرآيند آبگيري سيمان ندارند. اين افزودني‌ها عمدتا از مواد اثركننده بر سطح تشکيل مي‌شوند. مواد اثركننده بر سطح[4] موادي هستند كه در سطح مشترك بين دو فاز آميخته نشدني متمركز مي‌شوند و نيروهاي فيزيكي-شيميايي موثر بر اين سطح را تغيير مي‌دهند.

هوازاها در سطح مشترک هوا–آب در خمير سيمان عمل مي‌کنند و کشش سطحي آب را کاهش مي‌دهند و بدين ترتيب بخش عمده‌اي از حباب‌هاي هواي ناپايدار پديدآمده در حين اختلاط را به ريزحباب‌هاي پايدار تبديل مي‌کنند. اين افزودني‌ها عمدتا داراي يک انتهاي آب‌دوست[5] و يک دنباله آب‌گريز[6] هستند. انتهاي آب‌دوست آنها در آب مي‌ماند و دنباله آب‌گريز آنها در داخل حباب هوا گرفتار مي‌شود و از داخل شدن آب به درون حباب (ترکيدن حباب) جلوگيري مي‌کند و موجب پايداري حباب‌هاي تشکيل‌شده مي‌شود[8]. نمايي از چگونگي پايدار شدن حباب‌هاي هوا توسط افزودني هوازا در شکل 1 نشان داده شده است[7]. انتهاي آب‌دوست که در سطح حباب و در تماس با آب قرار دارد با بار الکتريکي که به حباب‌ها مي‌دهد از يک سو با استفاده از پديده دفع بارهاي همنام از به هم چسبيدن حباب‌ها به يکديگر جلوگيري مي‌کند (شکل 2) و از سوي ديگر به جذب اين حباب‌ها به سطح ذرات سيمان و سنگدانه کمک (شکل3) و مانند يک عامل رابط و پيونددهنده بين ذرات سيمان و سنگدانه عمل مي‌کند و چسبندگي دروني[7] (قوام) بتن را بهبود مي‌بخشد[7]

 

3 – تركيبات شيميايي و مواد تشكيل‌دهنده

مواد هوازا با ويژگي‌ها و خواص جانبي گوناگون توليد و ارايه مي‌شوند كه بخش اصلي مواد تشكيل‌دهنده آنها عبارتند از[2], [6], [7]:

·         رزين‌هاي خنثي‌شده چوب*، Neutralized wood resins

  • نمک‌هاي اسيدهاي چرب، Fatty-acid salts
  • نمک‌هاي مواد پروتيني، Salts of proteinaceous materials
  • سولفونات‌هاي آلکيل-آريل، Alkyl-aryl sulfonates
  • سولفات‌هاي آلکيل، Alkyl sulfates
  • اتوکسيلات‌هاي فنل، Phenol ethoxylates

4 – كاربرد

افزودني‌هاي هوازا به دلايل زير در بتن به کار مي‌روند:

·         بهبود پايايي بتن سخت‌شده به ويژه در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن

·         بهبود ويژگي‌هاي بتن تازه به ويژه کارآيي (کارپذيري) و قوام

هر چند دليل اصلي کاربرد افزودني هوازا بهبود پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن است ولي اين افزودني ساير ويژگي‌هاي بتن را نيز به اندازه‌اي بهبود مي‌بخشد که کاربرد آن در مناطق معتدل و گرم (بدون خطر يخبندان) را با رشد روزافزون روبرو کرده است. 

5 – تاثير هوازاها بر ويژگي‌هاي بتن تازه

افزودني‌هاي هوازا علاوه بر افزايش مقدار هواي مخلوط بتن تازه، بر برخي ديگر از خواص آن نيز تاثير مي‌گذارند.

5-1 – بازده حجمي‌

از آنجا که هوازايي موجب افزايش حجم بتن تازه مي‌شود، در هنگام طرح اختلاط بايد اين افزايش حجم در محاسبات مربوط به بازده حجمي ‌و تعيين نسبت اجزاي تشکيل‌دهنده بتن در نظر گرفته شود.

5-2 - كارآيي

حباب‌هاي هوا مانند ساچمه‌هاي ريزي عمل مي‌کنند که حرکت سنگدانه‌ها بر روي يکديگر را، به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان، آسانتر مي‌کنند و رواني (اسلامپ) بتن را افزايش مي‌دهند. به عبارت ديگر، در بتن‌هاي با رواني يکسان، بتن هوازايي شده به مقدار آب کمتري نياز دارد[5].

از آنجا که هوازايي، حجم خمير را در مخلوط بتن افزايش مي‌دهد، حالت خميري بتن‌هاي کم‌سيمان را بهبود مي‌بخشد و کارکردن با آنها را آسان‌تر مي‌کند. اين موضوع به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان که بزرگترين اندازه سنگدانه آنها بيش از 38 ميليمتر است بسيار چشمگيرتر است[1].

نکته 1- در بتن‌هاي پرسيمان، هوازايي ممکن است حالت خميري بتن را به اندازه‌اي افزايش دهد که تاثير منفي بر کارپذيري مخلوط داشته باشد.

هوازايي در مخلوط‌هاي بتن با ريزدانه ناكافي مي‌تواند چسبندگي داخلي بين سنگدانه‌ها را تا حدودي افزايش دهد (شکل 3) و حالت خميري و كارآيي بتن را بهبود بخشد. به همين دليل استفاده از افزودني‌هاي هوازا در اندودهاي سيماني، چسبندگي و قوام اين اندودها را بهبود مي‌بخشد[1].

5-3 - آب انداختن

در بتن‌هاي با ريزدانه ناکافي، حباب‌هاي هوا با توجه به گستردگي اندازه‌شان مانند ريزدانه‌ها عمل مي‌کنند و با پرکردن فضاي خالي بين دانه‌هاي بزرگتر، آب‌انداختن بتن را کاهش مي‌دهند[1].

5-4 - جداشدگي

هوازايي به دليل افزايش حجم بخش خمير مخلوط و بهبود چسبندگي داخلي، جداشدگي را کاهش مي‌دهد[1]. اين موضوع به ويژه در بتن‌هاي کم‌سيمان يا با ريزدانه ناکافي نمايان‌تر است.

 5-5 - پرداخت پذيري

هوازايي در بتن‌هاي کم‌سيمان يا با ريزدانه ناکافي مي‌تواند پرداخت‌پذيري مخلوط را بهبود بخشد ولي در بتن‌هاي پرسيمان يا پرماسه به دليل افزايش بيش از اندازه چسبندگي مخلوط ممکن است عمليات پرداخت سطح بتن را با مشکل روبرو کند[1].

5-6 – تراكم‌پذيري

حباب‌هاي هوا به دليل عملکرد ساچمه‌اي، حركت و لغزش ذرات بر روي يكديگر را در داخل مخلوط بتن آسان‌تر مي‌كنند و خواص ريولوژيك بتن تازه و رفتار آن را در هنگام ارتعاش و متراكم‌شدن بهبود مي‌بخشند[7]. براي متراكم‌كردن بتن‌هاي هوازايي شده در مقايسه با بتن شاهد به انرژي كمتري نياز است. اين اثر در بتن‌هاي با رواني (اسلامپ) كم و به ويژه در بتن‌هاي بدون اسلامپ نمايان‌تر است.

6 - تاثير بر ويژگي‌هاي بتن سخت شده

6-1 - مقاومت

هوازايي باعث افزايش تخلخل خمير سيمان مي‌شود و کاهش مقاومت بتن را به دنبال دارد. در حالت کلي هر يک درصد افزايش هواي بتن مي‌تواند مقاومت آن را 3 تا 5 درصد کاهش دهد[5].

براي رواني يکسان، هنگامي‌که در بتن‌هاي کم‌سيمان از سنگدانه‌هاي بزرگ استفاده مي‌شود، هوازايي الزاما منجر به کاهش مقاومت بتن نمي‌شود. هوازايي در بيشتر موارد، آب اختلاط مورد نياز و در نتيجه نسبت آب به سيمان را کاهش مي‌دهد و مي‌تواند اثر کاهش مقاومت ناشي از هوازايي در بتن را جبران ‌کند[5].

6-2 – جرم حجمي

هوازايي به دليل افزايش تخلخل بتن، جرم حجمي‌بتن تازه و سخت‌شده را کاهش مي‌دهد. اين کاهش جرم حجمي بتن به اندازه‌اي نيست که بتن حاصله به عنوان بتن سبک به شمار آيد.

6-3 –پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن

ايجاد حباب‌هاي هوا در بتن، بيشترين تاثير را در بهبود پايايي آن در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن دارد[4]. چنانچه خمير سيمان داراي حباب‌هاي هوا باشد و ميانگين فاصله بين حباب‌هاي هوا خيلي بزرگ نباشد، اين حباب‌ها مانند محفظه‌هايي براي جادادن آب يخ نزده عمل مي‌كنند و از فشار ايجاد شده در حفره‌‌ها و لوله‌هاي مويين مي‌كاهند. عقيده عمومي ‌بر آن است كه خمير سيماني كه مقاومت كافي داشته باشد مي‌تواند به كمك هوازايي كاملاً در مقابل آسيب ناشي از يخ زدگي مصونيت يابد. با اين حال بايد در نظر داشت كه هوازايي به تنهايي نمي‌‌تواند مانع آسيب ديدگي بتن در اثر يخ زدگي شود زيرا بايد پديده يخ‌زدگي در سنگدانه را نيز در نظر داشت[1].

تاثيرگذاري هوازايي بر بهبود پايايي در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن، علاوه بر مقدار هواي بتن، به فاصله و اندازه‌ي حباب‌هاي هوا و به طور کلي به ساختار حباب‌هاي هوا بستگي دارد[4]. روشي براي ارزيابي ساختار و سيستم حباب‌هاي هوا در بتن سخت‌شده در ASTM C457 تشريح شده است. چنانچه ويژگي‌هاي حباب‌هاي هوا به ترتيب زير باشد، مي‌توان آن را به عنوان ساختاري با مقاومت کافي در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن انگاشت[4]:

·         ضريب فاصله، L، (شاخصي که بيانگر فاصله بين حباب‌ها است) کم‌تر از 2/0 ميليمتر باشد.

·         سطح ويژه (مساحت سطح حفره‌هاي هوا) به ازاي هر ميليمتر مکعب از حجم سيستم حباب‌هاي هوا کمتر از 24 ميليمتر مربع نباشد.

·         تعداد حفره‌ها در يک پيمايش خطي 25 ميليمتري، به اندازه قابل ملاحظه‌اي بزرگ‌تر از مقدار عددي درصد هواي بتن باشد.

6-4- بهبود پايايي در برابر واکنش‌هاي انبساط‌زا

همانگونه که حباب‌هاي هوا مانند محفظه‌هايي براي کاهش فشار ناشي از يخ‌زدن عمل مي‌کنند، به روشي مشابه مي‌توانند براي جاي‌دادن محصولات حاصل از انبساط در حمله سولفاتي يا واکنش قليايي سيليسي عمل کنند و از پديد آمدن تنش‌هاي مخرب ناشي از انبساط اين محصولات جلوگيري کنند[1] و [7]. کارآمد بودن هوازايي در برابر اينگونه واکنش‌هاي انبساطي مخرب نيازمند تحقيق و بررسي بيشتري است.

6-5- نفوذپذيري

نفوذپذيري بتن در برابر مايعات، با افزايش مقدار هواي بتن (ناشي از هوازايي) کاهش مي‌يابد. به طور کلي نفوذپذيري بتن هوازايي شده کمتر از بتن هوازايي نشده است[2].

6-6- مقاومت در برابر يخ‌زداها

هوازايي، مقاومت بتن در برابر پوسته‌شدگي ناشي از کاربرد نمک‌هاي يخ‌زدا را افزايش مي‌دهد[2]. براي توليد بتن مقاوم در برابر پوسته‌شدن لازم است حباب‌هاي هوا به طور يکنواخت پخش شوند. عدم يکنواختي مي‌تواند ناشي از پراکندگي نامناسب حباب‌هاي هوا در حين اختلاط باشد.

7 - تاثير مواد متشكله بتن بر عملكرد هوازاها

همانگونه كه وجود ماده افزودني هوازا روي نسبت اجزا و ويژگي‌هاي بتن تاثير مي‌گذارد، خواص و مقدار اجزاي تشكيل‌دهنده بتن نيز تاثير متقابل بر عملكرد هوازاها دارند.

7-1- سيمان

در محدوده مقادير متعارف سيمان و به ازاي درصد مصرف ثابت هوازا نسبت به سيمان، مقدار هواي ايجاد شده با افزايش مقدار سيمان کاهش مي‌يابد[1]. تقريبا افزايش هر 90 کيلوگرم سيمان در متر مکعب بتن، مقدار هواي ايجاد شده در بتن (هوازايي) را حدود 1٪ کاهش مي‌دهد[2].

در مقدار ثابت سيمان و ماده هوازا، افزايش ريزي ذرات سيمان به کاهش مقدار حباب‌هاي هوا منجر خواهد شد. براي دستيابي به مقدار هوازايي يکسان، سيمان پرتلند نوع 3 که سيماني با ريزي زياد است در مقايسه با سيمان نوع 1 با ريزي معمولي، ممکن است به دو برابر ماده افزودني هوازا نياز داشته باشد[1].

سيمان‌هاي پرقليا در مقايسه با سيمان‌هاي کم‌قليا، به ازاي مقدار يکسان ماده هوازا، ممکن است حباب‌هاي هواي بيش‌تري ايجاد کنند. براي دستيابي به مقدار هواي يکسان، سيمان کم‌قليا در مقايسه با سيمان پرقليا ممکن است به 20 تا 40  درصد (گاه تا 70 درصد) ماده هوازاي بيش‌تري نياز داشته باشد. اگر در کارگاه از سيمان‌هاي گوناگون استفاده مي‌شود بايد براي هر نوع سيمان، مقدار ماده افزودني مناسب تعيين شود[1].

7-2- سنگدانه درشت

اندازه سنگدانه درشت بر مقدار هواي بتن (هوازايي شده و معمولي) تاثير چشمگيري دارد. با کاهش بزرگترين اندازه سنگدانه، به دليل افزايش حجم ملات در مخلوط، مقدار هواي ايجاد شده به ازاي مقدار ثابت افزودني هوازا افزايش مي‌يابد. اين موضوع در بتن‌هاي با بزرگترين اندازه کوچکتر از 5/37 ميليمتر برجسته‌‌تر است و براي بتن‌هاي با سنگدانه‌هاي بزرگ‌‌تر از 5/37 ميليمتر، در اثر تغيير بزرگترين اندازه سنگدانه، مقدار هواي ايجاد شده تغيير چنداني نمي‌کند[1].

7-3- سنگدانه ريز

مقدار سنگدانه ريز مخلوط بر مقدار هواي ايجاد شده تاثير مي‌گذارد. افزايش سنگدانه ريز موجب مي‌شود که به ازاي مقدار معيني سيمان و يا ماده افزودني هوازا، مقدار بيش‌تري حباب هوا ايجاد شود (در بتن هوازايي نشده نيز هواي محبوس بيش‌تر مي‌شود) [1].

بخش‌‌هايي از سنگدانه ريز که از الک نمره 30 مي‌گذرند و روي الک نمره 100مي‌مانند (دانه‌هاي بين 150 تا 600 ميکرون)، نسبت به دانه‌هاي خيلي ريز يا درشت‌تر، حباب‌هاي هواي بيش‌تري را ايجاد مي‌کنند. اگر مقدار دانه‌هاي عبوري (گذرنده) از الک نمره 100 (کوچکتر از 150 ميکرون) زياد باشد، باعث کاهش بسيار زيادي در حباب‌هاي هوا خواهد شد. سنگدانه‌هاي ريز از منابع گوناگون، حتي اگر دانه‌بندي مشابهي داشته باشند، ممکن است مقادير متفاوتي حباب هوا ايجاد کنند. اين موضوع مي‌تواند ناشي از اختلاف در شکل و بافت سطحي دانه‌ها يا ناشي از آلودگي دانه‌ها با مقادير جزيي مواد آلي باشد[1].

7-4- آب اختلاط

افزايش آب اختلاط باعث مي‌شود که آب بيش‌تري براي تشکيل حباب‌هاي هوا در محيط موجود باشد و به همين دليل باعث افزايش مقدار هوا مي‌شود.

افزودن مقدار کمي ‌آب به بتني با اسلامپ پايين، که حاوي مقادير زيادي از مواد افزودني کاهنده آب و هوازا باشد، مي‌تواند مقدار هوا و اسلامپ بتن را به مقدار زيادي افزايش دهد. از سوي ديگر، افزودن آب به مخلوط‌هاي خيلي روان ( با اسلامپ 200 تا 250 ميليمتر ) ممکن است مقدار هواي بتن را کاهش دهد[1].

کيفيت آب اختلاط مصرفي نيز ممکن است بر مقدار هواي بتن تاثير گذارد. آب آلوده به جلبک مقدار هوا را افزايش مي‌دهد. آب بازيافتي از شستشوي مخلوط‌کن‌ها که حاوي مقادير زيادي مواد قليايي است نيز مي‌تواند مشکل آفرين باشد[1]. تاثير مقدار قليايي‌ها بر هوازايي در بند 3-7-1 شرح داده شده است. آب‌هاي با سختي زياد در بيشتر موارد مقدار هواي بتن را کاهش مي‌دهند[1].

7-5- پوزولان‌ها و رنگدانه‌ها

وجود مصالح ريزدانه و ذرات کوچکتر از 20 ميکرون در مخلوط (صرف نظر از اين که پرکننده، پوزولان، يا رنگدانه باشد) موجب کاهش هواي بتن مي‌شود[2]. خاکستر بادي، مواد رنگي مانند دوده کربن يا ساير مواد خيلي ريز به ازاي مقدار معيني از ماده افزودني، معمولاً مقدار حباب‌هاي هوا را کاهش مي‌دهند[3]. اين موضوع به خصوص در مورد ريزدانه‌هايي که درصد زيادي کربن دارند صدق مي‌کند[1].

استفاده از مقادير زياد سرباره يا دوده سيليسي در بتن ممکن است مقدار افزودني مورد نياز را، براي دستيابي به يک مقدار معين هوا، تا دو برابر افزايش دهد[1].

7-6- افزودني‌هاي شيميايي

مواد افزودني کندگيرکننده و کاهنده‌هاي آب، با پايدار کردن حباب‌هاي هوا، بازدهي مواد افزودني هوازا را 50 تا 100 درصد افزايش مي‌دهند. بنابراين، وقتي از اين مواد استفاده مي‌شود معمولا مقادير کم‌تري مواد افزودني هوازا مقدار هواي مورد نظر را تامين خواهند کرد[1]. همچنين زمان افزودن مواد افزودني کاهنده آب يا کندگيرکننده به داخل مخلوط بر مقدار هواي ايجاد شده تاثير مي‌گذارد. به طور کلي هر چه اين افزودني‌ها ديرتر به مخلوط اضافه شوند مقدار هوا افزايش مي‌يابد.

کندگيرکننده‌ها ممکن است فاصله بين حفره‌هاي هواي بتن را افزايش دهند[1]. برخي از مواد افزودني کاهنده آب يا کندگيرکننده‌ها با بعضي از مواد هوازا سازگاري ندارند. چنانچه اين مواد پيش از آنکه به داخل مخلوط‌کن ريخته شوند با هم به آب اختلاط اضافه شوند، ممکن است رسوب تشکيل دهند. اين رسوب بخشي از حبابهاي هواي مخلوط بتن را از بين خواهد برد اما اين امر هرگز به آن معني نيست که اگر مواد افزودني ياد شده به طور جداگانه به بتن اضافه شوند به طور کامل موثر نباشند.

فوق روان‌کننده‌ها (بساکاهنده‌هاي آب) بسته به فرمول شيميايي‌ و اسلامپ بتن، ممکن است مقدار هواي بتن را افزايش يا کاهش دهند. فوق‌روان‌کننده‌هاي با پايه نفتالين به افزايش مقدار هوا گرايش دارند در حالي که فوق‌روان‌کننده‌هاي با پايه ملامين ممکن است مقدار هوا را کاهش دهند يا بر مقدار هوا اثر اندکي داشته باشند[1]. فراروان‌کننده‌ها عمدتا در مقادير مصرف زياد ممکن است هواي بتن را کاهش دهند.

فوق‌روان‌کننده‌ها با افزايش ابعاد کلي حفره‌هاي هواي ايجاد شده بر خصوصيات سيستم حفره‌هاي هواي بتن سخت شده تاثير مي‌گذارند. اين موضوع منجر به افزايش ضريب فاصله به مقاديري بيش ازحد متعارف مي‌شود که گاه بزرگتر از فاصله‌اي است که براي پايايي (دوام) در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن مطلوب شمرده مي‌شود (بخش 3-6-3). با اين همه، آزمايش‌هاي انجام شده روي بتن‌هاي هوازايي‌شده حاوي فوق‌روان‌کننده با ضرايب فاصله قدري بزرگ‌تر نشان داده‌اند که اين بتن‌ها در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن از دوام مطلوبي برخوردارند[3]. اين موضوع ممکن است ناشي از کاهش نسبت آب به سيمان در بتن‌هاي داراي فوق‌روان کننده باشد[5].

شتاب‌دهنده‌هاي (تسريع‌کننده‌هاي) غيرکلريدي بسته به ساختار شيميايي‌ خود ممکن است مقدار هوا را افزايش يا کاهش دهند ولي عموماً اثر ناچيزي بر مقدار هوا دارند[1].

8 - تاثير عوامل محيطي و اجرايي

چگونگي اختلاط، دما، انتقال و جابجاکردن، ارتعاش و لرزاندن، رواني (اسلامپ)، و پرداخت بتن از جمله عوامل مهم و تاثيرگذار بر عملكرد افزودني‌هاي هوازا هستند.

8-1- اختلاط 

نحوه اختلاط يکي از مهم‌ترين عوامل موثر بر توليد حباب‌هاي هوا در بتن است. مقدار حبابهاي هوا بر حسب نوع و شرايط مخلوط‌کن، حجم بتني که مخلوط مي‌شود، و ميزان و مدت اختلاط تغيير مي‌کند. چنانچه تيغه‌هاي دستگاه مخلوط‌کن فرسوده شوند يا بتن سخت‌شده در داخل ديگ مخلوط‌کن يا روي تيغه‌هاي آن انباشته شود مقدار حباب‌هاي هوا در يک مخلوط مشخص به نحو چشمگيري کاهش مي‌يابد. به علت وجود اختلاف در زمان و نحوه اختلاط، ممکن است مقادير حباب‌هاي هواي بتن‌هاي ساخته شده در مخلوط‌کن‌هاي ثابت در مقايسه با بتن‌هاي ساخته شده در مخلوط‌کن‌هاي متحرک به نحوه چشمگيري تفاوت داشته باشند. وقتي حجم پيمانه بتن به نحو چشمگيري با ظرفيت اسمي ‌مخلوط‌کن تفاوت داشته باشد، ممکن است مقدار هوا افزايش يا کاهش يابد. در مخلوط‌کن‌هاي بزرگ چنانچه حجم پيمانه بتن خيلي کوچک باشد حباب هواي ناچيزي در بتن ايجاد مي‌شود ولي با افزايش حجم پيمانه تا ظرفيت اسمي‌مخلوط‌کن، مقدار هواي ايجاد شده افزايش مي‌يابد[1].

با افزايش سرعت اختلاط تا حدود 20 دور درر دقيقه، مقدار هواي بيش‌تري ايجاد مي‌شود و با افزايش سرعت اختلاط به بيش از 20 دور در دقيقه مقدار هواي ايجاد شده کاهش مي‌يابد. زمان و سرعت اختلاط، در مخلوط‌هاي گوناگون تاثير متفاوتي بر مقدار هوا مي‌گذارد. در هنگام اختلاط با برخي مخلوط‌کن‌ها و انواع خاصي از تجهيزات اختلاط، مقادير چشمگيري از هوا ممکن است هدر رود[1].

8-2- دماي بتن

دماي بتن بر مقدار هواي آن تاثير مي‌گذارد. با افزايش دماي بتن به خصوص وقتي اسلامپ نيز افزايش يابد، حباب‌هاي هواي کم‌تري ايجاد مي‌شود. اين اثر، به خصوص در هنگام بتن‌ريزي در هواي گرم مهم است. کاهش مقدار هوا را در صورت نياز مي‌توان با افزايش مقدار ماده افزودني هوازا جبران کرد. در بتن ريزي در هواي سرد ماده افزودني هوازا ممکن است مقداري از تاثير خود را از دست بدهد زيرا در حين ساخت بتن از آب گرم استفاده مي‌شود. براي جبران اين افت، مواد افزودني بايد پس از رسيدن مصالح به دماي تعادل به مخلوط اضافه شوند. اگر چه افزايش دماي بتن در حين اختلاط عموماً حجم هوا را کاهش مي‌دهد ولي ضريب فاصله و سطح ويژه حباب‌هاي هوا تحت تاثير زيادي قرار نمي‌گيرند[1].

8-3- انتقال و جابه جا کردن

به طور کلي مقداري از هواي بتن، تقريباً 1 تا 2 درصد، در حين انتقال بتن از مخلوط‌کن به محل بتن‌ريزي هدر مي‌رود[1]. مقدار هواي بتن در حين انتقال تحت تاثير پاره‌اي عوامل مانند زمان حمل، ميزان هم زدن يا ارتعاش در حين انتقال، دما، اسلامپ، مقدار آبي که دوباره اضافه مي‌شود، و نيز اجزاي تشکيل دهنده بتن قرار دارد. مقدار هواي بتن در محل بتن ريزي و در حين بتن ريزي از طريق تخليه با شوت، جرثقيل و جام (باکت)، فرغون، گاري موتوري و بيل تقريباً ثابت باقي مي‌ماند. جابه‌جا کردن بتن با پمپ و تسمه نقاله طويل مي‌تواند به کاهش مقدارهواي بتن منجر شود. پمپ کردن بتن باعث کاهش مقدار هوا تا حدود 5/2 درصد مي‌شود[1]. افت مقدار هوا در بتن روان در حين اختلاط و جابجايي حدود 5/1 درصد است[1].

8-4- ارتعاش و لرزاندن بتن

ارتعاش و لرزاندن بتن موجب کاهش چشمگيري در مقدار هوا خواهد شد و بايد از ارتعاش طولاني مدت بتن هوازايي‌شده پرهيز کرد. هر چه اسلامپ زيادتر، مقدار هواي اوليه بيش‌تر، و مدت زمان ارتعاش طولاني‌تر باشد، درصد کاهش مقدار هوا حين ارتعاش زيادتر مي‌شود[1]. چنانچه لرزاندن به درستي انجام گيرد، مقدار کمي ‌از حباب‌هاي هوايي که عمداً ايجاد شده‌اند، از دست خواهند رفت. هوايي که حين جا به جايي بتن و ارتعاش از بين مي‌رود، اکثراً حباب‌هاي بزرگي را شامل مي‌شود که از نظر مقاومت و دوام معمولاً نامطلوب‌اند[1].

ارتعاشگرهاي دروني[8] بيش‌تر از ارتعاشگرهاي بيروني[9] مقدار هوا را کاهش مي‌دهند. مقدار از دست دادن هوا ناشي از ارتعاش با کاهش حجم بتن يا با افزايش بسامد[10] ارتعاش، افزايش مي‌يابد. بسامدهاي ارتعاش پايين‌تر (حدود 8000 دور در دقيقه) نسبت به بسامدهاي بالاتر (حدود 14000 دور در دقيقه)، بر ضرايب فاصله و مقدار هواي بتن تاثير کم‌تري دارند. بسامدهاي بالا، پس از 20 ثانيه ارتعاش، مي‌توانند به نحو چشمگيري ضرايب فاصله را افزايش و مقادير هوا را کاهش دهند[1].

8-5- اسلامپ

به ازاي مقدار ثابت از ماده افزودني هوازا، مقدار هواي بتن با افزايش اسلامپ تا حدود 175 ميليمتر، افزايش مي‌يابد و با افزايش بيش‌تر اسلامپ، مقدار هوا کاهش مي‌يابد. [1]. افزايش رواني، امکان حرکت و لغزش دانه‌ها بر روي يکديگر و به طور کلي عمل هم‌زدن و اختلاط را آسان‌تر و امکان تشکيل حباب‌هاي هوا را بيش‌‌تر مي‌کند. در بتن‌هاي با رواني‌هاي زياد، احتمال پرشدن فضاي خالي بين دانه‌ها بزرگتر با دانه‌هاي ريزتر بيش‌تر مي‌شود و اين موضوع مي‌تواند به رانده شدن و از بين رفتن حباب‌هاي هوا منجر شود (بيانجامد).

افزودن هر 5 ليتر آب در يک متر مکعب بتن مي‌تواند اسلامپ را تقريباً به اندازه 25 ميليمتر افزايش دهد[5]. هر 25 ميليمتر افزايش اسلامپ در بتن‌هاي با اسلامپ پايين تا متوسط و با  مقدار ماده افزودني هوازا ثابت، مقدار هواي بتن را تقريباً نيم تا يک درصد افزايش مي‌دهد[1]. اين مقادير تقريبي تا حدود زيادي به دماي بتن، اسلامپ، نوع و مقدار سيمان و ماده افزودني مصرفي بستگي دارد.

8-6- پرداخت

شمشه‌کشي، ماله‌کشي، و عمليات متعارف ‌پرداخت کردن که به درستي انجام شوند روي مقدار هوا اثر نمي‌گذارند. با اين وجود، عمليات پرداخت پيش از موقع ممکن است مقدار هواي ايجاد شده در سطح بتن را کاهش دهد و سطح بتن را مستعد پوسته شدن ‌کند. پرداخت بيش از اندازه نيز مي‌تواند باعث کاهش هواي ايجاد شده در سطح بتن شود[1].

9 - رهنمودهاي كاربردي

چنانچه اطلاعات كافي و معتبر از كاربرد يك افزودني هوازا در دسترس نباشد، بهترين روش براي بررسي تاثير افزودني بر خواص بتن انجام آزمايش‌هاي كارگاهي است. اين آزمايش‌ها بايد با توجه به شرايط آب و هوايي مورد انتظار، روش و امكانات عملي ساخت و اجراي بتن و با استفاده از مصالح مصرفي كارگاه انجام پذيرد. مقدار هوا، رواني، آب انداختن، جداشدگي، و مقاومت‌هاي مکانيکي از جمله پارامترهايي هستند كه انتظار مي‌رود در اثر به كار بردن مواد هوازا در طرح اختلاط بتن تغيير‌كنند.

اگرچه راهنمايي‌هاي بسيار سودمندي در آيين نامه‌هاي معتبر بين‌المللي و استاندارد‌هاي ساختماني ايران براي كاربرد افزودني‌هاي شيميايي وجود دارد ولي اغلب آنها براي شرايط استاندارد و آزمايشگاهي در نظر گرفته شده‌اند. بنابراين بهتر است ضمن پيروي از آنها اقدام به انجام آزمايش‌هاي كارگاهي[11] نزديك به شرايط واقعي كاربردي در كارگاه كرد.

از به کاربردن افزودني‌هاي هوازا به شکل پودر بايد پرهيز شود. اين افزودني‌ها بايستي به صورت محلول به مخلوط بتن افزوده شوند.

از آنجا که عملکرد افزودني‌هاي هوازا به نوع و شدت اختلاط بستگي دارد، بايد آنها را در ايستگاه بتن‌ساز و در هنگام اختلاط به بتن اضافه کرد و افزودن آنها در پاي کار به داخل ديگ کاميون مخلوط‌کن کارآمد نيست و توصيه نمي‌شود.

براي نحوه نگهداري و انبارکردن افزودني‌هاي هوازا به بخش اول مراجعه شود.

به دليل اهميت موضوع و همچنان‌که پيش‌تر گفته شد، چون هوازاها با برخي از افزودني‌هاي ديگر و به ويژه با برخي از کاهنده‌هاي آب سازگاري ندارند و آميختن آنها پيش از ريختن در مخلوط بتن مي‌تواند منجر به توليد رسوب و کاهش راندمان افزودني‌ها شود بايد هوازاها به طور جداگانه پيمانه و به مخلوط اضافه گردند.

با توجه به اين كه مقدار مصرف افزودني‌ها هوازا بسيار اندک است (معمولا بين 05/0 تا 15/0 درصد جرم سيمان)، ابزار  اندازه‌گيري براي پيمانه كردن آنها در كارگاه بايد دقت بسيار زيادي داشته باشند. بهتر است که اين افزودني‌ها پيش از پيمانه کردن، با آب رقيق شوند تا خطاي پيمانه کردن آن‌ها به حداقل برسد.

آموزش کاربران و آگاه کردن آنان در مورد حساسيت و اثرات منفي احتمالي ناشي از مصارف نادرست افزودني هوازا، الزامي و بسيار سودمند خواهد بود.

10 - ارزيابي و انتخاب ماده هوازا

براي ارزيابي و انتخاب افزودني هوازا، علاوه بر موارد گفته شده در بندهاي 7 و 8  بخش اول، لازم است موارد زير نيز در نظر گرفته شوند.

چنانچه طرح بتن داراي كارآيي و قابليت پرداخت مناسب باشد و ماده افزودني هوازا به آن افزوده شود، مقدار هواي بتن افزايش مي‌يابد و باعث تغيير در حجم كل بتن مي‌شود. از سوي ديگر، استفاده از افزودني هوازا موجب بهبود رواني و چسبندگي داخلي بتن نيز مي‌شود. در اينگونه موارد براي جبران افزايش حجم مخلوط به دليل هوازايي، مي‌توان به اندازه مقدار هواي افزايش يافته از حجم آب يا سنگدانه ريز يا هر دو کاست.

مقدار مصرف افزودني هوازا براي دستيابي به يک مقدار مشخص هوا در بتن بايد بر اساس ساخت مخلوط‌هاي آزمايشي با مصالح مصرفي تعيين شود. مقادير مصرف واقعي در مواردي ممکن است با محدوده مصرف پيشنهادي توليدکننده تفاوت قابل ملاحظه‌اي داشته باشد.

براي اصلاح تاثير مقدار هوا بر اسلامپ در مخلوط آزمايشي بتن هوازايي شده، به ازاي هر يک درصد افزايش يا کاهش مقدار هواي مخلوط آزمايشي مي‌توان مقدار آب اختلاط را به اندازه 5/2 کيلوگرم در متر مکعب بتن کاهش يا افزايش داد[5].

مقدار هواي اندازه‌گيري شده در بتن هوازايي شده، مجموع هواي محبوس و هواي ايجاد شده (هوازايي) است. از آنجا که فقط حباب‌هاي عمدي ايجاد شده در مقاومت در برابر يخ‌زدن و آب‌شدن نقش دارند، براي اطمينان از مقاومت بتن هوازايي شده در برابر چرخه‌هاي يخ‌زدن و آب‌شدن نمي‌توان تنها به مقدار هواي اندازه‌گيري شده بسنده کرد. براي اطلاعات بيشتر به بند 3-6 مراجعه شود.

11 - كنترل كيفيت

يكنواختي و ثابت بودن يك افزودني در مراحل مختلف پروژه و ارسال‌هاي متعدد به كارگاه بايستي كنترل شود و برابري آن با آزمايش‌هاي اوليه به اثبات برسد. آزمون‌هاي لازم براي شناسايي و تاييد افزودني‌ها شامل: تعيين درصد مواد جامد، غلظت ظاهري، طيف سنجي براي مواد آلي، مقدار كلرايد، درجه قليايي ( pH )، و برخي موارد ديگر مي‌باشند.

معمولا با كنترل رنگ، بو، شكل ظاهري و اندازه‌گيري غلظت و مقدار pH مي‌توان يكنواختي محموله‌هاي مختلف افزودني‌هاي وارده به كارگاه را تاييد يا رد كرد.

12 مراجع

1- Kosmatka S.H., Kerkhoff B., and Panarese W.C., "Design and Control of Concrete Mixtures",14th ed., PCA – 2002.

 

2- Rixom, R. and Mailvaganam, N. "CHEMICAL ADMIXTUIRES FOR CONCRETE", 3rd Ed., 1999, E & EN SPON.

 

3- ACI 212.3R – 04, "Chemical Admixtures for Concrete", MCP-ACI 2006.

 

4- ACI 201.2R – 01, "Guide to Durable Concrete", MCP-ACI 2006.

 

5- ACI 211.1 – 01, "Standard Practice for Selection of Proportions for Normal, Heavy weight, and Mass Concrete ", MCP-ACI 2006.

 

6- REILIM, "Application of Admixtures in Concrete", 1995.

 

7- Hewlett, "Lea's Chemistry of Cement and Concrete", 4th Ed., 1998,

Arnold.

 

 



[1] Entrapped air

[2] Entrained air

3 Air entraining admixtures

4 Surfactants (Surface active agents)

[5] Hydrophilic end

[6] Hydrophobic tail

[7] Cohesion

* نوع تجاري شناخته‌شده اين نوع مواد، وينسول رزين (VinsolTM resin) است.

[8] Internal vibrators

[9] External vibrators

[10] Frequency

[11] Site test

تاریخ: 1394/07/27      بازدید:9676

شرکت کلینیک بتن ایران

شرکت کلینیک بتن ایران

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران در قالب دو شرکت بازرگانی رایحه بتن سبز و مهندسی ژرف تابان مهر در سال 1385 ، با اندیشه ایجاد مرکزی تخصصی و کاربردی در زمینه ارائه خدمات فنی مهندسی ، بازرگانی و آموزشی در سطح کشور و منطقه با محوریت بتن راه اندازی گردیده است . کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران در قالب دو شرکت بازرگانی رایحه بتن سبز و مهندسی ژرف تابان مهر در سال 1385 ، با اندیشه ایجاد مرکزی تخصصی و کاربردی در زمینه ارائه خدمات فنی مهندسی ، بازرگانی و آموزشی در سطح کشور و منطقه با محوریت بتن راه اندازی گردیده است . کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران، اولین و تنها مجموعه فنی و مهندسی با محوریت بتن در سطح کشور می باشد که توانسته با ارائه خدمات متنوع و تخصصی گامی نو و البته کارآمد در عرصه صنعت بتن کشور بردارد. این امر باعث گردیده تا کارفرمایان ، کارشناسان و مهندسین فعال در عرصه بتن کشور با در اختیار داشتن تیم کارآمد و تخصصی ، در کنار خود ، راه سخت اجرای پروژه عمرانی را با اطمینانی بیشتر و با کیفیت تر بردارند. کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران، با به کارگیری تیم های کارشناسی ، اجرایی ، تخصصی ، بازرگانی و آموزشی از میان فعالان و متخصصین بتن برجسته کشور و همکاری اساتید برجسته ، همواره سعی دارد تا با اولویت قراردهی کیفیت و تخصص باعث ارتقاء سطح کیفی ، مهندسی و اجرایی پروژه ها و با رفتن سطح عملی دست اندرکاران گردد. در این راستا ، کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران فعالیت خود را در سه شاخه کارشناسی - فنی و مهندسی ، آموزش و بازرگانی هدف دهی و پیگیری نموده و خواهد نمود و در این راستا موفق به اخذ ایزو 9001 ، ایزو 14001 ، ایزو 28001 و ایزو 29001 گردید است. هيات مديره اين شركت با اعتقاد و انديشه هميشگي به حضوري كارآمد و مثمر ثمر در جريان خروشان آباداني ايران عزيز و با بهره گيري از تجارب چندين ساله كارشناسان خود در پروژه های بزرگ عمراني در سطح كشور از يك سو و نيز تلفيق توامان آن با علوم روز مهندسي و اجرايي از سوي ديگر همواره سعي مي نمايد با حضور موثر خود در گستره پهناور عمران ايران ، گامي هر چند كوچك در راستاي ارتقا سطح كيفي پروژه هاي عمراني بردارد. از اين رو اميد است بتوانيم در اين راه حركتي درخور انجام نمايم.

با احترام-مدير عامل ايمان غلامي نيگچه


افراد آنلاین : 143   نفر    بازدید امروز : 12905   نفر    بازدید دیروز : 12400   نفر    بازدید  این ماه :  253563   نفر    بازدید ماه گذشته : 396139   نفر    بازدید کل : 6047411   نفر   
.کليه حقوق اين وب سایت متعلق به کلینیک بتن ایران است © توسعه دهنده:پرشیاداده