راه کارهایی برای بتن ریزی

افزودنی های کاهنده آب و دیرگیرکننده بتن

ASTM سه نوع از افزودنی های دیرگیرکننده را به رسمیت می شناسد: نوع B، که صرفا هیدراتاسیون سیمان پرتلند را به تاخیر می افکند، نوع D، که نه تنها تاخیر در گیرش بلکه کاهش آب را تامین می کند؛ و نوع G که یک روان کننده دیرگیر کننده می باشد. موادی که عموما در این افزودین ها استفاده می شوند شامل:

1- اسیدلیگنو سولفونیک و اصلاح شده و مشتقات اسیدلیگنو سولفونیک و نمک های آن

2- اسید هیدروکسی کربوکسیلات یا اصلاح شده ها و مشتقات این اسید و نمک های آن

3- نمک های فرآورده تحکیم با وزن مولکولی بالا از اسید سولفونیک نفتالین

4- کربوهیدرات ها، پلی ساکاریدها و اسیدهای قند (شکر)

5- نمک های غیرآلی همچون بورات ها و فسفات ها

این مواد ممکن است به تنهایی یا درترکیب با دیگر ترکیبات آلی استفاده شوند. افزودنی های نوع B هم اکنون با نوع D دو منظوره، دیرگیرکننده های کاهنده آب جایگزین شده است.

از افزودنی های بتن نقش اساسی افزودنی های دیرگیرکننده جبران کردن اثر تسریع کنندگی دمای محیطی بالا و حفظ کارایی بتن رد طی بتن ریزی است، از این رو ترک های تغییر شکل دهنده را از بین می برد. طولانی کردن زمان گیرش به خصوص برای جلوگیری از ترک خرودن تیرهای بتنی و عرشه های پل، که ناشی از شکم دادگی است، ارزشمند می باشد. همچنین دیرگیرکننده ها برای حفظ کارایی بتن به قدری که تخلیه های متوالی بتواند بدون درزهای سرد و یا انقطاع در واحد سازه ای بتن ریزی شود، استفاده می گردد. با این وجود، بازدهی دیرگیرکننده ها در کاهش سرعت افت اسلامپ، بستگی به ترکیب خاص مواد مورد استفاده دارد.

بتن دیرگیر شده برای بتن ریزی های حجیم

جنبه های مربوط به کاربرد افزودنی های دیرگیرکننده لزوما همان هایی هستند که برای بتن آماده به عنوان بتن مخلوط شده در کارگاه (محل پروژه) می باشد. با این حال، وقتی بنا باشد بتن آماده برای قالب لغزنده استفاده شود یا عملیات بتن ریزی حجیم داشته باشیم، بخاطر زمانی که در حمل و نقل از کارخانه به کارگاه لازم است، باید توجه بیشتری و قضاوت بهتری باید در تعیین پیمانه مصرفی لازم برای رسیدن به زمان تاخیر (در گیرش) مطلوب صورت بگیرد. در مورد بتن ریزی های حجیم لازم است کهبه طور پیوسته طرح ریزی صورت گیرد، تا سرعت های حمل و نقل با نیازهای کارگاه همخوانی داشته باشد. بتن ریزی حجم های بالای بتن در لایه های متوالی برای شکل دادن یک سازه یکپارچه در ساخت سدها، پایه های پل، عرشه های پل و پایه های زیر آب اسکله ها صورت می پذیرد. پروژه هایی مثل سدها که مستلزم مقادیر قابل توجه بتن هستند به طور متداول در نواحی دور مناطق سخت که هزینه سیمان بالاست، مکان یابی می شوند. دیرگیرکننده های کاهنده آب می تواند به کیفیت، اقتصاد و سادگی بتن ریزی بتن حجیم، از طریق کاهش آب و سیمان، کارایی ارتقاء یافته و مقاومت به جدایش اختلاط در حین حمل و نقل کمک کند. میزان سیمان موجود کمتر همچنین ممکن است تولید حرارت و بالا آمدن دما در سازه ها را کاهش دهد. چون خصوصیات حرارتی بتن نقش برجسته ای در تغییر حجم دیفرانسیلی بتن حجیم بازی می کند، مخلوط های مورد استفاده برای ساخت و ساز سدها عمدتا میزان سیمان پایینی دارند. ساخت پایه های پل و عرشه های پل مستلزم بتن ریزی تا حجم m34000-3000 از بتن با مقاومت بالا می باشد. در نتیجه، پتانسیل برای پیشرفت آسیب دیدگی تنش های درونی در آرماتورها یا ترک ها در سازه ها افزایش می یابد. با این وجود، تکنیک های ویژه ای به منظور جبران چنین تنش هایی توسعه یافته که بتن ریزی در مقیاس بزرگ را بدون اثرات معکوس (نامطلوب) بر بتن ممکن می سازد. در میان این تکنیک های مورد استفاده در چنین بتن ریزی هایی، کاربرد دیرگیر کننده های کاهنده آب می تواند به موارد زیر کمک کند:

1- موفقیت در کاهش دادن تنش های حرارتی وابسته حداقل سازی دیفرانسیل دمایی بین دو نقطه در بتنمی باشد؛ دمای حداکثر دیفرانسیلی به اندازه 20°C پیشنهاد شده است. در نتیجه هرگونه کاهش در بالا آمدن دما، تدابیر اتخاذ شده برای کاهش این دیفرانسیل را زیاد می کند. اگرچه دیرگیرکننده های کاهنده آب خودشان حرارت کلی را پایین نمی آورند، میزان سیمان موجود پایین تر با استفاده از افزودنی ها کاهش های تولید حرارت و بالا آمدن دما را ممکن می سازد. به علاوه، افزودنی ها، آزادسازی حرارت را به تاخیر می اندازد و دمای اوج حاصل در طی هیدراتاسیون را کاهش می دهد. شکل 7-10 نتایج خروجی حرارتی مخلوط های حاوی kg/m3385 سیمان در یک بتن کنترلی عاری از افزودنی و سیمان kg/m3330 در بتن حاوی افزودنی را ارئه م یکند. کاهش در دمای حداکثر، اثر مطلوبی است که دیگر تدابیر اتخاذ شده برای حداقل سازی دیفرانسیل دمایی را تکمیل می کند.

2- در ساخت پل، کاربرد ازفودین های دیرگیر کننده در سرعت گیرش یکنواختی ایجاد می کند و ریسک شکم دادگی در بتن تا قسمتی سخت شده در سازه های مسلح پیوسته همچون تیرهای اسپاندرل را کم می کند. بتن دیرگیرشده ریخته شده بر روی تکیه گاه ها به حالت شکل پذیر باقی می ماند تا بتن ریزی نهایی در وسط دهانه انجام شود.

3- پل های با شاه تیرهای ممتد نوع دیگر از سازه ها هستند که کنترل گیرش در آنها نقش مهمی بازی می کند. همزمان با اینکه به طور متوالی روی عرشه بتن ریزی می شود، وزن بتن افزایش می یابد و شاه تیرها شکم می دهد و سبب می شود که بتن تا قسمتی سخت شده ترک بردارد. روش های بتن ریزی سنتی شامل بتن ریزی پانل های جایگزین می شود، بنابراین یک ممان (لنگر) مثبت نتیجه می شود (شکل 7-11). این روش زمان بر و پرهزینه است، چون عملیات تکمیلی به صورت متناوب انجام می شود.

4- سازه هایی که از درجه تسلیح بالایی برخوردارند نسبت به افت پیوند میان فولاد و بتن آسیب پذیر هستند. این مورد به خصوص در مواقعی که لرزش لازم برای تحکیم بتن در راستای آرماتور منتقل می شود و می تواند موجب افت پیوند در بتن تا قسمتی سخت شده گردد. تنظیم دز بتن ��یزی شکل پذیر باقی بماند.

5- افزودنی های دیرگیرکننده شرایط محیطی نامطلوب را جبران می نمایند، به خصوص در بتن ریزی در هوای بسیار گرم که این مواد به غالب شدن بر اثرات تسریع کنندگی آسیب زننده دمای بالا کمک می کنند. این افزودنی ها دوره مجاز برای لرزش میان ترکیب شدن و بتن ریزی را با امتداد دادن حد لرزشی بتن، طولانی می کند. بنابراین، به عنوان یک روش اجرایی در چنین بتن ریزی هایی به کار بردن دیرگیرکننده های بتنی یک امتیاز محسوب می شود.

6- افزودنی های دیرگیرکننده همچنین به برطرف کردن درزهای سرد و دیگر ناپیوستگی ها به هنگامی که بتن در لایه ها بتن ریزی می شود کمک می کند. چون زمان گیرش به زمان بهینه ای که در آن بتن می تواند باز لرزانده شود حاکم است، هرچه گیرش آرام تر باشد، بتن بهتر می تواند در سنین بعدی بدون افت مقاومت، مجددا لرزانده شود. شکل 7-12 این اثر را نشان می دهد.

7- چنانچه بتن ریزی با وقفه مواجه شود، چه توسط مشکلات اجرایی یا چه مشکلات طراحی، آخرین لایه بتن ریزی شده قبل از قطع عملیات، می تواند با استفاده از دزهای مصرفی بیشتر افزودنی درگیرش تاخیر بیشتری داشته باشد. این کار می تواند لزوم درزهای ساختمانی را از میان ببرد. بتنی که تاخیر در گیرش شدید دارد در بتن ریزی لایه ای می تواند افقی یا عمودی باشد.

شکل 7-10- افزودنی های کاهنده آب می تواند برای کاستن میزان سیمان موجود استفاده گردد در حالی که مقاومت فشاری لازم حفظ می شود. در بتن ریزی های حجیم بالا آمدن دمای کاهش یافته در حداقل سازی ریسک ترک خوردگی به دلیل انبساط دمایی تحت شرایط مقید، سودمند است.

شکل 7-11- ترکیب بتن ریزی برای عرشه پل پیوسته

شکل 7-12- امتداد زمان بار لرزش بتن با استفاده از پیمانه های مصرفی متنوع یک افزودنی دیرگیرکننده