اهداف کاربرد افزودنی های تسریع کننده بتن می تواند توسط استفاده از سیمان بیشتر، سیمان ریزدانه تر، مواد حرارت داده شده و دماهای عمل آوری بالاتر، حاصل می گردد. با این وجود، افزودنی های تسریع کننده راه راحت تر و اقتصادی تری برای دستیابی به نتایج مطلوب را تامین می کنند. بازه وسیعی از نمک های غیرآلی و مواد با پایه آمین معدنی به عنون افزودنی های تسریع کننده استفاده شده است. اگر چه تاکنون کلسیم کلرید ارزان ترین و موثرترین تسریع کننده بوده است، اثرات این افزودنی بر خوردگی آرماتور فولاد منجر به محدودیت فزآینده کاربرد آن در آمریکای شمالی شده است. در اروپا، کاربرد آن در بتن مسلح ممنوع شده است و 201 ACI محدودیت های سطوح یون کلرید برای بتن های در معرض شرایط متفاوت را تصریح می نماید.
افزودنی های تسریع کننده بتن
هدف و مزایای منتج از کاربرد تسریع کننده ها در بتن
فواید این تسریع کننده ها عبارت از افزایش مقاومت و کوتاه کردن زمان گیرش می باشد که در قسمت زیر بدان اشاره می شود.
- جبران سرعت کاهنده هیدراتاسیون سیمان در دماهای پایین
- کاهش عمل آوری و دوره حفاظت مورد نیاز و اجازه دادن برای برداشتن زودتر قالب ها، دادن امکان به طرف قرارداد برای مطابق شدن با جداول ساخت و ساز مشخص شده
- کاهش زمان توقف سازه (از این رو افت های بهره ورری حداقل می گردد) و متوقف سازی برای تعمیرات و بازسازی و پیشرفت زمان هنگامی که سازه می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
- کاهش فشار هیدرولیکی روی قالب ها
- بسته شدن موثرتر نقاط نشتی خطرزا در برابر فشار هیدرولیکی
افزودنی های غیر کلریدی
ممنوع شدن کاربرد کلسیم کلرید طی دهه اخیر انگیزه ای برای توسعه مواد جایگزین فراهم آورده که هیدراتاسیون سیمان بدون پتانسیل برای خوردگی را تسریع کرد. شماری از ترکیبات غیر آلی و آلی، از جمله آلومینات ها، سولفات ها، فرمیت ها، تیوسولفات ها، نیترات ها، سیلیکات ها، هیدروکسیدهای قلیایی، کربنات ها، نیتریت ها و نمک های کلسیم ارزیابی شده اند. با این وجود، تجاری سازی و تجربه میدانی تنها به تعدادی از این مواد محدود می شود.
کلسیم فرمیت معمولا به عنوان یک پودر فروخته می شود و در پیمانه مصرفی 2-1% وزن سیمان استفاده می شود. به علت انحلال پذیری کم آن در آب (gH21000/g16)، ماده به لحاظ تجاری به فرم مایع در دسترس نیست. این افزودنی هیدراتاسیون و گیرش همه انواع سیمان را تسریع می کند، اما فراتر از %2، به خصوص با توجه به 24 ساعت اول، این تاثیر محسوس نیست. با این وجود، در ترکیب با سدیم نیتریت توسعه مقاومت اولیه محسوس می باشد، ایجاد افزایش های مقاومت %125 بتن کنترلی در 24 ساعت می کنند. سرعت توسعه مقاومت در بتن های فرمیت ها ممکن است به ترکیب سیمان، مخصوصا نسبت CA3/SO3 بالاتر از 4 بهتر فهمیده می شود.
بهترین افزودنی غیر کلریدی تاکنون کلسیم نیتریت می باشد، که به عنوان یک محلول با ذرات جامد %20 به بازار عرضه می شود، می تواند به راحتی به اختلاط با استفاده از توزیع کننده های معمول اضافه می شود. در نتیجه افزودنی با راحتی بیشتری از سوی صنعت بتن در مقایسه با افزودنی با پایه فرمیت، پذیرفته می شود. اثرات توسعه مقاومت ایجاد شده در بتن به ظاهر قابل مقایسه با اثرات حاصل شده با کلسیم کلرید می باشد. جدول 7/12 مقایسه ای از نتایج برای بتن حاوی کلسیم کلرید، کلسیم نیتریت و بدون افزودنی را نشان می دهد. علاوه بر بهبودهای در هر دو مقاومت های فشاری و کششی، کلسیم نیتریت یک بازدارنده موثر خوردگی القاء شده کلریدی می باشد. این ماده هم اکنون مقبولیت وسیعی در تعمیر عرشه پارکینگ و پل یافته است. دیگر تسریع کننده های غیر کلریدی مورد استفاده در روسیه و کاربردهای ویژه شامل کربنات های فلز قلیایی می شود (Na2CO3, K2CO3, LiCO3).
تسریع کننده ها برای ستفاده در مخلوط های سیمانی ترکیب شده (خاکستر بادی یا سرباره)
افزایش محسوس در کاربرد مواد سیمانی تکمیلی (همانند خاکستر بادی و سرباره) در دهه اخیر، نیاز برای یک افزودنی که بتواند هیدراتاسون آرام شده را جبران کند به وجود آورده است. شماری از افزودنی های اختصاصی که ادعا می کنند پزولانی شدن را به جلو می اندازند و بنابراین سرعت هیدراتاسیون را بالا می برد، هم اکنون در بازار عرضه می شوند.
جدول 7-12- تسریع توسعه مقاومت با کلسیم نیتریت
| زمان گیرش | مقاومت فشاری 3 روزه | افزودنی به نسبت وزن سیمان | برند سیمان |
نهایی
ساعت: دقیقه | اولیه
ساعت: دقیقه | |
12:21
10:20
7:30
6:55
4:55
ـ
9:05
5:00
5:42
3:40 | 8:45
6:00
4:20
3:05
2:10
8:38
5:24
3:16
3:12
2:15 | 1525
1568
2151
1924
2624
1467
1576
2220
2075
2562 | 10.5
10.8
14.8
13.2
18.10
10.11
10.86
15.30
14.30
17.66 | None
Calcium nitrite 1%
Calcium chloride 1%
Calcium nitrite 2%
Calcium chloride 2%
None
Calcium nitrite 1%
Calcium chloride 1%
Calcium nitrite 2%
Calcium chloride 2% | A
A
A
A
A
B
B
B
B
B |
نسبت آب به سیمان از 56/0 تا 57/0؛ اسلامپ mm135 میزان هوا 25/0 تا 95/1 کمبود اطلاعات زیادی در مورد مکانیسم اثرات این افزودنی ها وجود دارد، چرا که ترکیبات شیمیایی چنین افزودنی هایی از اسرار تجاری خیلی مهم محسوب می شود.