بتن ضروری ترین ماده در ساخت و ساز است که از سیمان، ماسه، سنگدانه ها، آب و مواد افزودنی ساخته می شود. افزودنی های بتن مواد مهمی هستند که برای اصلاح خواص بتن تازه و همچنین بتن سخت شده مانند افزایش یا کاهش زمان گیرش، افزایش سختی، کارایی، مقاومت، وزن واحد و … استفاده می شوند. افزودنی های بتن قبل از اختلاط یا در حین اختلاط به آن اضافه می شوند. انواع مختلفی از افزودنی های بتن یا مواد شیمیایی ساختمانی در بازار موجود است. برخی از آن  ها زودگیر کننده های بتن، روان کننده، فوق روان کننده، دیرگیرکننده، افزودنی های حباب زای هوا و … هستند.

افزودنی زودگیر کننده بتن (ضد یخ بتن) 

ترکیبی شیمیایی که باعث افزایش سرعت هیدراتاسیون سیمان و در نتیجه کوتاه شدن زمان گیرش، افزایش سرعت رسیدن به مقاومت یا هر دو می شود.

تمامی افزودنی های بتن اثرات و تغییرات متفاوتی در خواص بتن ایجاد می کنند. از مواد شیمیایی مختلف طبیعی یا سنتزی به عنوان افزودنی استفاده می شود. در این مقاله می‌خواهیم زودگیرکننده های بتن، طبقه‌بندی، مزایا، معایب، کاربرد و … را مورد بحث قرار دهیم.

“ای ام نوییل” عضو افتخاری موسسه بتن آمریکا اینطور می گوید که زودگیر کننده های بتن ماده ای هستند که رسیدن به مقاومت اولیه بتن، یعنی سخت شدن را تسریع می کنند و همچنین ممکن است گیرش بتن را تسریع کنند.

به عبارت ساده تر، برای به حداقل رساندن زمان گیرش و افزایش سرعت رسیدن به مقاومت اولیه در بتن، افزودنی های زودگیرکننده به بتن اضافه می شوند. این مواد سرعت سفت شدن و سرعت سخت شدن را افزایش می دهند.

تفاوت در سفت شدن و سخت شدن وجود دارد. سفت شدن به این معنی است که بتن شروع به گیرش می کند و سخت شدن به این معنی است که بتن پس از گیرش شروع به استحکام می کند. ترکیبات شیمیایی شتاب دهنده ها شامل برخی از ترکیبات معدنی مانند کلریدهای محلول، کربنات ها، سیلیکات ها، فلوسیلیکات ها و برخی از ترکیبات آلی مانند دی اتانول آمین می باشد.

 

زودگیرکننده های بتن: چگونه کار می کنند؟

از زودگیرکننده های بتن برای به حداقل رساندن زمان گیرش استفاده می شود، عمل اصلی زودگیرکننده ها در حالتی اتفاق می افتد که خمیر سیمان روان است. هنگامی که برای سخت شدن بتن استفاده می شود، زودگیرکننده عمدتاً در حالتی که ملات یا بتن سخت شده است عمل می کند. برخی از زودگیرکننده های بتن در گیرش یا سخت شدن تأثیر می گذارند، در حالی که تعدادی زودگیرکننده ها، هم در گیرش و هم در سخت شدن تأثیر دارند.

با مخلوط شدن آب با سیمان واکنش های شیمیایی (هیدراتاسیون) صورت می گیرد که وظیفه گیرش و سخت شدن بتن را بر عهده دارد. سرعت این واکنش شیمیایی (سرعت هیدراتاسیون) را می توان با افزودن مقادیر کمی از مواد شیمیایی به مخلوط سیمان و آب تغییر داد. چنین مواد شیمیایی بر این نرخ‌ها تأثیر می‌گذارند تا به طور کلی میزان هیدراتاسیون را افزایش دهند، یعنی یک اثر تسریع‌کننده دارند و بنابراین، آنها را شتاب‌دهنده یا افزودنی‌های تسریع‌کننده یا زودگیر کننده بتن می‌نامند.

افزودنی های تسریع کننده را می توان به صورت پودر، دوغاب یا مایع، در هنگام اختلاط یا قبل از اختلاط به بتن اضافه کرد.

طبقه بندی زودگیر کننده های بتن (ضد یخ بتن)

   زودگیر کننده های بتن را می توان بر اساس تفاوت آن ها بین خواص گیرش و سخت شدن، نوع بتن مورد استفاده و شکل فیزیکی آن ها طبقه بندی کرد. طبق نظر “میردال، غرش. (2007)” مدیر تحقیق و توسعه مواد شیمیایی ساختمانی در کشور نروژ و دانشمند ارشد در ساختمان و زیرساخت ، طبقه بندی شتاب دهنده های بتن به شرح زیر است:

1. با توجه به تفاوت بین خواص گیرش و سخت شدن:

• خاصیت تسریع در گیرش

این خاصیت، زمان شروع انتقال مخلوط از روان به حالت صلب را کاهش می دهد.

• خاصیت تسریع در سخت شدن

این خاصیت، سرعت افزایش مقاومت اولیه بتن را افزایش می دهد. این امر گاهی می تواند بر زمان گیرش نیز تاثیر بگذارد.

 

2. بر حسب نوع بتن:

• زودگیر کننده برای بتن معمولی

این زودگیرکننده ها در طول اختلاط در بچینگ کارخانه بتن یا در هنگام بتن ریزی به تراک میکسر اضافه می شوند.

• زودگیر کننده شاتکریت برای بتن پاششی

این زودگیر کننده ها هنگام پاشش یا قبل از آن در نازل تجهیزات اضافه می شوند.

3. بر اساس شکل فیزیکی آن ها:

• پودری

در این زودگیر کننده ها نمک ها و ترکیبات غیر آلی نامحلول وجود دارد.

• مایع

در این زودگیر کننده ها نمک ها و ترکیبات معدنی و آلی محلول در آب وجود دارد.

• دوغاب

در این زودگیر کننده ها نمک ها و ترکیبات غیر آلی نامحلول در آب پراکنده شده اند.

 

کاربرد زودگیر کننده های بتن (ضد یخ بتن)

• هنگامی که سازه قرار است به زودی در خدمت قرار گیرد از زودگیر کننده ها در ساخت بتن استفاده می شود.
• افزودنی های تسریع کننده در تعمیرات اضطراری در روسازی جاده ها، تعمیرات ساختمان های موجود و غیره استفاده می شود.
• زودگیر کننده های بتن برای بتن ریزی زیر آب و برای تعمیر سازه های آب نما در منطقه تغییرات جزر و مدی استفاده می شود. البته شما باید انواع مختلف روش های بتن ریزی را بشناسید تابتوانید بتن ریزی در زیر آب را انجام دهید.
• اجرای عملیات بتن آب بند در فشار های منفی نشت آب

عمده استفاده از زودگیر کننده ها در بتن ریزی در هوای سرد است. علت اصلی آن جبران کندی گیرش بتن در دمای پایین است. زیرا تا حدی اثر کند کنندگی دمای پایین را در بتن ریزی در هوای سرد جبران می کند.

مزایای زودگیر کننده های بتن

• برخی از زودگیر کننده ‌های بتنی که امروزه تولید می‌شوند به قدری قدرتمند هستند که در کمتر از پنج دقیقه می‌توانند سیمان را به صورت سنگی سخت درآورند.
• زودگیر کننده های بتن اجازه حذف زودتر قالب را می دهند زیرا سرعت افزایش مقاومت اولیه در بتن را افزایش می ندهد.
• برخی از این مواد برای تسریع در ساخت بتن اکسپوز مناسبند
• افزودنی های زودگیر کننده در زمینه بتن پیش ساخته سودمند هستند.
• مواد افزودنی زودگیر کننده مدت زمان لازم برای عمل آوری بتن را کاهش می ندهد.
• افزودنی های زودگیر کننده گرمای اولیه هیدراتاسیون را کاهش می ندهند و بر مشکل ترک حرارتی در بتن غلبه می کنند.

 

معایب زودگیر کننده های بتن

به گفته، ‘A. M. Neville، عضو افتخاری مؤسسه بتن آمریکا، کلرید کلسیم رایج ترین ماده افزودنی تسریع کننده است زیرا ارزان، کافی و به راحتی در بازار موجود است. اما کلرید کلسیم برای بتن مسلح و بتن پیش تنیده مضر است، زیرا مقادیر بیش از حد کلرید کلسیم ممکن است باعث انقباض و سفت شدن سریع در حین خشک شدن، ایجاد ترک در سطح پخت شده، افزایش خوردگی در آرماتورهای فولادی و افزایش پتانسیل پوسته پوسته شدن شود.

از این رو بیشتر آئین نامه های بتن استفاده از کلرید کلسیم یا مواد افزودنی حاوی کلسیم یا کلر را محدود می کنند.

در نهایت، دانش در مورد افزودنی های زودگیر کننده برای استفاده صحیح از آن مفید است زیرا تسریع کننده ها برای بتن مفید هستند البته زمانی که به درستی از آن استفاده شود.