بخشی از مقاله
اثرات و کاربرد افزودنی ها و فوق روان کننده ها در بتن.
چکیده
سخنرانی دکتر مهرداد تدین
روز ۹ آذر ۱۳۸۴ س مینار اثرات و کاربرد افزودنیها و فوق روان کننده ها در بتن در محل سالن كنفرانس شرکت سیمان نائین با حضور مدیران و کارشناسان آن شرکت و آقایان دکتر تدين استاد دانشگاه علم و صنعت و دکتر خانزادی رئیس مرکز تحقیقات سیمان دانشگاه علم و صنعت و کارشناسان شرکت های تهران شالوده، ساختمان های صنعتی، بتن شانتيه و شرکت بتن، مواد مهندسی و ساختمان تشکیل گردید. این گردهمائی از ساعت ۹ صبح آغاز و تا ساعت ۱۷ ، ۳۰ ادامه یافت. پس از شرح چگونگی شکل گیری و اجرای سمینار و اعلام برنامه توسط خانم مهندس نادري (دبیر برگزاری گردهمائی)، مهندس وطن پرست مدیرعامل شرکت طی سخنان کوتاهی در زمینه اهميت کيفيت بتن دراحداث کارخانجات سیمان و اهداف تشکیل این گردهمائی از زحمات دکتر تدین و دکتر خانزادی و برگزارکنندگان این سمینار و همچنین شرکت کليه حضار در این گردهمائی سپاسگزاری و قدردانی نمود. سپس دکتر تدین در پشت تریبون قرارگرفت و سخنان مبسوطی در زمینه افزودنی ها و روان کننده ها ایراد نمود که چکیده ای از مطالب بشرح زیر است
۱- مقدمه و تاریخچه:
بتن جسم مركب از سنگدانه ها وخمير چسباننده است. سنگدانه های بتن معمولی از نوع طبیعی معدنی یا مصنوعی معدنی است و خمیر چسباننده آن شامل آب و سیمان پرتلند يا آمیخته می باشد. در بتن سخت شده ویژگی های مقاومتی پایائی و نفوذپذیری از اهمیت زیادی برخوردار است. نسبت آب به سیمان علاوه بر تاثیر جدی بر خواص بتن سخت شده بر خواص بتن تازه اثرگذار است.
برای بهبود کیفیت بتن سخت شده، کاهش نسبت آب به سیمان از ابتدای قرن بیستم در دستور کار ساخت بتن پایاتر ومقاومتر وبا نفوذپذیری کمتر مدنظر بوده و هست. بکارگیری روان کننده های معمولی در ابتدای دهه ۶۰ میلادی و روان کننده های با قدرت بیشتر در اواخر دهه ۷۰ میلادی در دستور کار قرار گرفت. در دهه ۸۰ میلادی روان کننده های بسیار قوی ابر روان کننده ها) ابداع شدند و در دهه ۹۰به کارگیری آنها رایج شد و انقلابی اساسی در تکنولوژی بتن و اجرای آن حاصل شد.
٢- تاثیر WIC وعیار سیمان بر کیفیت بتن
کاهش نسبت آب به سیمان در افزایش مقاومت های بتن (فشاری، خمشی، کششی، برشی، سایشی)، ویژگی های مکانیکی
ضریب ارتجاعی، ضریب پواسون) و پایائی آن به ویژه در کاهش نفوذپذیری در برابر آب، نمکهای زیان آور و كلريدها موثر است. دوام بتن را در برابر تری وخشکی پی در پی، یخبندان وآبشدگی مداوم و موارد مشابه بهبود می بخشد و عامل مهمی است که همه خواص بتن را بهتر میکند. معمولا با کاهش عیار سیمان مقاومت و دوام بتن افزایش می یابد و نفوذپذیری آن کم می شود. اگر فرض کنیم در نسبت آب به سیمان ثابت درصد فضای خالی درخمیر سیمان ثابت، باشد بنابراین با افزایش خمیر سیمان با توجه به افزایش سیمان و آب حجم كل فضای خالی در بتن افزایش می یابد که به نوبه خود به افزایش نفوذپذیری و کاهش دوام منجر می شود.
خمیر سیمان در مرحله گیرش وسخت شدن دچار جمع شدگی خمیری می شود در حالی که سنگدانه حجم ثابتی را دارد. بنابراین درحدفاصل خمیر سیمان و سنگدانه ها، ترک های موئینه پدید می آید و حتی این ترکها در خمیر سیمان نیز ایجاد می شود. هر قدر خمیر سیمان بیشتر شود و نقش پراکندگی آن بیشتر گردد، احتمال ایجاد ترکهای موئینه بیشتر میشود. بنابراین افزایش عیار سیمان بر مقاومت و دوام تاثیر منفی باقی می گذارد و نفوذپذیری نیز زیاد می شود. مسلما با افزایش خمیر سیمان حجم سنگدانه مصرفی به عنوان قيد خمير سيمان كم می گردد.
پس به دلايل فوق افزایش عیار سیمان با WIC ثابت به کاهش کیفیت بتن منجر می شود.این تصور که همواره با افزایش عیار سیمان شاهد افزایش مقاومت و دوام و کاهش نفوذپذیری خواهیم بود کاملا غلط است. اگر با فرض ثابت بودن آب، عیار سیمان را افزایش دهیم با کاهش W/ C روبرو خواهیم شد و افزایش در مقاومت و دوام را شاهد خواهیم بود که نتیجه کاهش W / C می باشد نه افزایش عیار سیمان. اگر با حفظ WIC بخواهیم کارآئی را زیاد نمائیم، آب و سیمان باید همراه هم بیشتر شود که افزایش حجم خمیر سیمان را در پی دارد. بنابراین در برخی منابع تاثیر افزایش روانی را کاهش مقاومت و دوام دانسته اند که همان مفهوم فوق را با عباراتی دیگر در بر دارد.
کاهش عیار سیمان به کاهش جمع شدگی بتن منجر می شود هم چنین کاهش خزش را نیز در پی دارد که در قطعات پیش تنیده اهمیت ویژه خواهد داشت. افزایش عیار سیمان معمولا تردی بیشتر به بتن می دهد.
کاهش عیار سیمان معمولا برای کنترل
گرمازائی وسرعت گرمازائی بتن از ضروریات مهم به حساب می آید و یک نیاز جدی در بتن حجیم و ساخت بدنه سدهای بتنی و شالوده های بزرگ است.٣- فلسفه و دلائل به کارگیری افزودنی های روان کننده (کاهنده آب) افزودنی ها طبق 125ASTMC به موادی غير از آب، سنگدانه سیمان هیدرولیکی و الياف گفته میشود که در هنگام اختلاط و یا درست قبل از اختلاط به بتن یا اجزاء آن اضافه می شود تا خاصیت جدیدی را در بتن خمیری یا سخت شده به وجود آورد.
سه دلیل مستقل ویک دلیل ترکیبی را میتوان برای مصرف افزودنی های روان کننده (کاهنده آب) برشمرد.
1- افزایش روانی (کارآئی) بتن و ملاتها با ثابت ماندن نسبت آب به سیمان و عیار سیمان
٢- کاهش آب مصرفی (کاهندگی یا تقليل آب ) و کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش مقاومت و دوام
٣- کاهش عیار سیمان بتن و ملات با کاهش مقدار آب ضمن ثابت ماندن نسبت آب به سیمان
۴- موارد کاربرد افزودنیهای کاهنده آب روان کننده)
- ریختن بتن در قطعات نازک و پر میلگرد با ساخت بتن روان تر
- بتن ریزی با لوله ترمی TERMIE و بتن ریزی زیر آب بتن ریزی با پمپ و لوله با ایجاد بتن روان تر و کارا تر
ایجاد نماهای بهتر با ساخت و ریختن بتن روان تر و ساخت بتن های خود تراکم یا خود تراز self leveling or self compacting - ساخت بتن پرمقاومت با مقاومت زیاد (HSC) و ساخت بتن توانمند با عملکرد بالا(HPC)
- ساخت بتن آب بند و ساخت بتن های با
دوام در برابر یخبندان و آب شدگی و ساخت بتن های با دوام در برابر سولفاتها وسایر مواد شیمیائی - ساخت بتن های مناسب مناطق خورنده برای کاهش نفوذ یون کلر در بتن - ساخت بتن حجیم و بدنه سدها و شالوده های بزرگ - ساخت قطعات پیش ساخته - ساخت بتن های حاوی دوده سیلیسی - ساخت بتن ها و ملات های تعمیری و ترمیمی - پرکردن زیر صفحه کف ستون با ملات یا بتن روان - ساخت ملات های روان برای تزریق در توده سنگدانه درشت و تولید بتن با سنگدانه پیش آکنده - تزريق
دوغاب و ملات به داخل درزها وحفرات سنگ وخاک و پشت قطعات بتنی تونل ها
۵- مواد تشکیل دهنده افزودنیهای کاهنده آب و طبقه بندی و بسته بندی
افزودنی های روان کننده یا کاهنده آب را میتوان از نظر نوع و ماده به کار رفته در آنها، قدرت روان کنندگی یا کاهندگی آب و تک کاره بودن یا چند منظوره بودن دسته بندی و طبقه بندی نمود.۱ - ۵- طبقه بندی روان کننده ها کاهنده آب) از نظر نام مواد تشکیل دهنده: - مواد حباب زا متشكل از چربی های حیوانی با گیاهی، پروتئین ها، صمغ ها و شیره های گیاهی پودر آلومینیوم و.. - اسیدهای لیگنوسولفونیک و نمکهای آنها لیگنوسولفوناتها)
- مشتقات ومواد تغيير يافته یا اصلاح شده اسیدهای نوسولفونیک ونمکهای آنها
- اسیدهای کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی ونمکهای آنها
- مشتقات و مواد تغيير يافته یا اصلاح
شده اسیدهای کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی ونمکهای آنها
- فرم آلدئیدملامین سولفوناته فشرده
- فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده
- مخلوط ردیف های قبلی
- برخی کربوهیدرات ها، پلی ساکاریدها، اسیدهای شکر، گلوكوناتها
- ترکیبات پلیمری خاص مانند سلولز
- اترها، مشتقات ملامین، مشتقات نفتالین، سیلیکون ها، هیدروکربورهای سولفوناته
