گروت ( دوغاب ) های پیش تنیده
خصوصیات آب انداختگی گروت این انتظار می رود که به علت ته نشینی سیمان های معلق در آب ، جدایی در گروت رخ دهد . بخصوص این مسئله در سازه های پیش تنیده که تفاوت فشار پیش تنیدگی سبب خروج آب از گروت و انتقال به فضای خالی بین لایه ها می شود ، وجود دارد . تراوش ذاتی رو به بالای آب منجر می شود که در مقطع اصلی ، رشته ها خالی از گروت شوند . بنا براین بسیار مهم است که گروت بتواند در برابر آب انداختگی مقاوم باشد و در هنگام حرکت از میان مسیر تاندون های پیش تنیدگی کارایی خود را حفظ کند.
فوق روان کننده های دارای پلیمر های بر پایه آبی ، میتوانند به میزان قابل توجهی ویژگی نگه داشت آب را در گروت سیمان افزایش دهند . شکل 7-7 افت روانی گروت سیمان با نسبت آب به سیمان 4/0 که شامل مخلوطی از فوق روان کننده ها ، صمغ و سلولز با وزن مولکولی بالا می باشد را به وضوح نشان می دهد . استفاده از این پلیمرها باعث می شود که آب انداختگی در حالت سکون کاهش یابد و میزان کل آب انداختگی مخلوط به 5/1 درصد کل آب اختلاط بتن محدود شود . بر حسب نوع ترکیب مواد قوام آور و فوق روان کننده های به کار رفته در گروت، زمان گیرش ، مقدار هوا در وضعیت سخت شده و مقاومت ( هنگامی که گروت با مخلوط بدون مواد افزودنی مقایسه می شود ) اثرات متفاوتی را از خود نشان می دهد.
* مقدار آب انداختگی مشاهده شده در استوانه مردج 250 میلیمتری در 2 ساعت
** رسوب زیادی مشاهده شده است
*** این کمیت با اعمال فشاری برابر 10 پوند بر اینچ مربع (95/68 کیلو پاسکال ) به مدت 10 دقیقه به منظور جایگیری گروت در یک کاغذ صافی اندازه گیری می شود .
**** درصد کاهش آب در کل مخلوط بتن
گروت ( دوغاب ) تزریقی
گروت تزریقی ایده آل به گروتی گفته میشود که در هنگام تزریق از لزجت کمی برخوردار باشد تا باعث تسهیل در نفوذ و نگه داشتن آب در هنگام عبور بر روی سطوح جاذب گردد و نیز ذرات سیمان را در هنگامی که تزریق قطع می شود نگه دارد . ترکیب مواد قوام آور و فوق روان کننده ها باعث تولید گروتی با پایایی بسیار خوب ، تسهیل لزجت در هنگام تزریق ، و به طور مشخص سبب کاهش افت روانی می شود . مثالی از اثر ترکیب مواد افزودنی روی عملکرد گروت تزریقی در جدول 7-3 نشان داده شده است.
گروت ( دوغاب ) بتن پیش آکنده
بتن پیش آکنده به بتنی گفته میشود که ابتدا سنگدانه های درشت در قالب قرار داده میشود ، سپس در روش تولید ، نسبت سنگدانه های مورد استفاده در مخلوط و سیمان مورد نیاز متفاوت است . مقاومت فشاری متداول آن دارای مقادیری در محدوده 15 تا 50 مگا پاسکال است و عموما چگالی بیشتر از بتن معمولی دارد که در دامنه مقادیر 2275 تا 2500 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.در ابتدا بتن پیش آکنده به دلیل مقدار کم جمع شدگی آن در هنگام گیرش و نیاز به حداقل تجهیزات برای ترمیم سازه به کار میرفت . این بتن در کاربردهای بسیاری از قبیل بتن زیر آب ، سازه های بتن حجیم ( بدون آرماتور ) مرمت پوشش تونل ها ، شالوده های خاص بازسازی رویه سدها ،تعمیر اسکله ها ، سرریزها و استفاده از سنگدانه هایی با چگالی زیاد در سازه های عمودی و با ارتفاع زیاد است و به آسانی می توان آن را برای بتن زیر آب همانند اجرای بتن بر روی خشکی ، جهت تولید قطعات ضخیم و لاغر به کاربرد .
کیفیت بتن پیش آکنده به کیفیت مخلوط گروت مورد استفاده بستگی دارد و لازم است که این گروت چسبنده و کارا باشد و مقاومت کافی و مورد نظر را در حالت سخت شده تامین کند . مخلوط گروت معمولا شامل سیمان ، ماسه ( با نسبت یک ششم وزنی ) ، مکمل مواد سیمانی ( خاکستر بادی ، دوده سیلیس و سرباره ) آب و مواد قوام آور می باشد . خاکستر بادی و سرباره برای نفوذ ناپذیری ، مقاومت نهایی زیادتر و مقاومت در برابر سایش ( فرسودگی ) کمک می کنند.
گروت ( دوغاب ) برای چاه های نفت
گروت سیمان با روانی زیاد با ویژگی نگهدارندگی آب را می توان در گروت پر کننده فضای بین سازند و لوله های فلزی در ساختمان چاه های نفت به کار برد این گروت باید دارای روانی زیاد بوده تا از ایجاد اصطکاک اضافی در حین بتن ریزی جلوگیری کرده و از طرفی نباید آب را در چاه به دست در نتیجه باید لزجت برشی کمی داشته باشد تا مانع از آب انداختگی و ته نشینی شود. آب به سیمان مورد استفاده این نوع بهتون در محدوده 0/38 تا 0/6 ترکیب مواد قوام آورد و فوق روان کننده ها سبب کاهش فشار ناشی از اصطکاک حس کردند آب آزاد و جلوگیری از ته نشینی می شوند زمانی که گروت اجرا شود فشار هیدرواستاتیک ستون های سیمانی تنها عامل جلوگیری از داخل شدن سیال و گاز از سوراخ های چاه است . ته نشینی ذرات باعث کاهش چگالی گروه شده و در نتیجه سبب کاهش فشار هیدرو استاتیک می شود بنابراین جلوگیری از ته نشینی گروه سیمان خمیری بسیار حائز اهمیت است.
7-7 نحوه استفاده از مواد قوام آور
بیشتر مواد قوام آور به صورت مخلوط پودری یا به صورت محلول مایع (با مشخص بودن درصد مواد جامد افزودنی) توزیع می شوند در صورت استفاده از محلول مایع مقدار مورد نیاز راحت تر مورد استفاده ق��ار گرفته و دقت در اندازه گیری آن افزایش میابد مقدار مصرف ماده قوام آور به عملکرد مورد انتظار بستگی دارد ولی معمولاً در دامنه 0/1 تا 1/5 درصد بر اساس وزن سیمان تغییر می کنند هرچند در موارد خاص میزان مصرف می تواند متفاوت باشد. افزایش لزجت آب مخلوط منجر به تیکسوتروپی بیشتر بتن شده و مقاومت در برابر جداشدگی را بهبود خواهد بخشید مقدار افزودنی برای گروههای A و B و C دامنه اى از 1 تا 1/5 درصد از وزن آب در داخل مخلوط خواهند داشت و معمولاً در ترکیب با فوق روان کننده ها به کار میروندمیزان غلظت ایجاد شده به مقدار افزودنی و وزن مولکولی جزء اصلی بستگی دارد مواد افزودنی گروه D و E به واسطه خاصیت پرکننده که دارند ساختار تخلخل بتن را تغییر می دهند.نوع پلیمر های محلول در آب که به منظور افزایش غلظت گروپ سیمان ملات و بتن استفاده می شود در جدول 7-4 نشان داده شده است هرچند بسیاری از پلیمرهای که در جدول 7-4 نشان داده شده است را میتوان برای افزایش لزجت آب مخلوط نیز به کار برد اما از طرفی همه پلیمر های شبه پلاستیک با سیستم سیمان سازگار نیستند تنها تعداد کمی از آنها را می توان بدون تداخل با مواد افزودنی کاهنده آب و فوق روان کننده ها برای تولید بتنی با میزان چسبندگی کافی و در عین حال حفظ روانی آن به کار برد.
جدول 7-4 انواع پلیمر ها ی محلول در آب
مقادیر مورد استفاده
دامنه مقادیر افزودنی مورد استفاده در پنج گروهی که در قسمت 7-2 توضیح داده شده مطابق زیر است :
گروه A : 2/0 تا 5/0 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
گروه B : 01/0 تا 1/0 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
گروه C : 1/0 تا 5/1 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
گروه D و E 1 تا 25 درصد مواد جامد بر مبنای وزن سیمان
به دلیل اینکه مقدارمواد افزودنی مورد نیاز نسبتا کم است در هنگام توزین مصالح باید دقت نمود چه میزان افزودنی استفاده شده به درستی توزین گردد باید از تجهیزات خود کار مناسب برای پخش کردند و توزیع یکنواخت مواد افزودنی مایع استفاده گردد برای توزین پودرها می توان از پیمانه های با حجم از قبل تنظیم شده استفاده نمود مواد پودری را بر اساس وزن سیمان توزین نمود محلول های مایع مواد قوام آور مستقیم به مخلوط کن بتن اضافه می شوند.
نحوه اختلاط
در هنگام تولید بتن مواد قوام آور را بعد از اضافه کردن دانه ها در مخلوط کن و پس از اینکه سیکل کوتاهی از فرآیند مخلوط شدن پس از اضافه کردن سیمان طی شده باشد به مخلوط می افزایند بهترین جامع بودن مواد قوام آور به دلیل تمایل آنها به شناور شدن بر روی آب مخلوط مدت زمان اختلاط باید بیشتر شود تا به طور کامل از توزیع یکنواخت مواد قوام آور مطمئن شد در مراحل اولیه اختلاط خوشگل و کارایی کمی دارد به تدریج که اختلاط ادامه می آورد پلیمرها در آب حل شده و کارایی مخلوط افزایش میابد پیشنهاد می شود که در مراحل اولیه اختلاف محدود و کنترل شده باشد مساله ای نظیر اکسید پلی اتن سلولز اتر سایر پلی الکترولیت های مصنوعی نمی گیرد و در صورتی که در تماس با قرار گیرند تمایل دارند که توده هایی ایجاد کنند که معمولاً سخت تر در آخر می گردند برای اطمینان حاصل کردن از پخش شدن یکنواخت این مواد در بتن بهتر است که پیش از اضافه شدن به مخلوط در آب حل شده باشند. در مورد اکسید پلی اتیلن پخش کردن تدریجی پول در مقادیر زیاد آبی که شامل کنیم ایزوپروپانول باشد و نیز هم زدن مخلوط می توانند از تشکیل توده جلوگیری کنند همچنین امولسیون حاصله هنگامی که در دمای انجماد قرار می گیرد ممکن است تشکیل توده دهند این مساله باید تحت شرایط خشک و دمای طبیعی (20 الی 22 درجه سانتیگراد )نگهداری شوند.
مشکلات احتمالی استفاده از مواد قوام آور
هنگامی که مشکلی در رابطه با بتن در محل کار پیش می آیند باید طرح اختلاط کلی و کیفیت اجزای سازنده امتحان شوند تا اطمینان حاصل شود که برای کاربرد موردنظر مناسب می باشند. بیشتر مواد قوام آور برای کاربرد خاص هستند بنابراین انتخاب مناسب با آن همچون استفاده از مقدار بهینه مهم است بیشتر مواد قوام آوردن مقادیر کم با اثرات کم روی سایر خواص بتن استفاده می شوند. هرچند که استفاده از مقادیر زیاد بر روی چسبندگی اثر گذاشته و باعث افزایش میزان هوای وارد شده می شود برگه مشخصات فنی محصول ارائه شده توسط کارخانه باید شامل راهنمایی در مورد تاثیرات ثانویه محصول باشد استفاده از مواد خام آور بیشتر یا کمتر نسبت به مقدار بهینه ممکن است باعث تاثیرات منفی شود استفاده از مقادیر بیشتر از مقدار بهینه مشکلات زیر را در پی خواهد داشت.
1 - کاهش کارآئی اولیه
2 – دیرگیری
3 – افزایش حباب های هوا
4 – دشواری در تمیز کردن تجهیزات مورد استفاده
استفاده از مقادیر کمتر از مقدار بهینه سبب ایجاد مشکلاتی به شرح ذیر خواهدشد:
1- شسته شدن بیش از حد در بتن زیر آب
2- عدم رفع مشکل آب انداختگی و جداشدگی
3- لزجت کم ، عدم چسبندگی کلفی
مواد قوام آور سبب کاهش روانی مخلوط بتنی می شوند. باید توجه داشت که برای رفع مشکل کاهش روانی نباید به مخلوط بتنی آب اضافه کرد. زیرا این عمل نسبت به آب به سیمان مخلوط تغییر داده و سبب ایجاد مشکلات دیگری نظیر کاهش مقاومت بتن و آب انداختگی می شود. برای رفع این مشکل باید از مواد افزودنی استفاده کرد. اضافه کردن فوق روان کننده ممکن است در غلبه بر کاهش کارایی ناشی از استفاده از مواد قوام آور لازم باشد. مواد قوام آور سبب کاهش روانی مخلوط بتنی می شوند.