در اجرای اسکلت بتنی ساختمان‌ها، استفاده از بتن نقش کلیدی در شکل‌گیری یک سازه دارد. پس از تهیه بتن آماده و انجام عملیات بتن‌ریزی، مدتی طول می‌کشد تا بتن کاملا سفت و محکم شود. اصطلاحا به سفت و آماده شدن بتن، گیرش بتن گفته میشود. برای اینکه چنین شرایطی زودتر مهیا شود، از تسریع کننده‌های بتنی استفاده می‌کنند.
تسریع کننده‌ها انواع و کاربردهای متنوعی دارند. آذر ایستا بنا با اجرای اسکلت بتنی در پروژه‌های عمرانی مختلف، قصد دارد در این مقاله شما را با چیستی و اطلاعات بیشتر راجع به تسریع کننده‌های بتنی آشنا کند.
عناوین اصلی این مطلب
تسریع کننده بتنی چیست؟
بعد از انجام عملیات بتن‌ریزی و ریختن بتن آماده درون قالب‌های سقف وافل یا ساختارهای اسکلت بتنی، مدتی زمان لازم است تا بتن خود را گرفته و خشک و محکم شود. برای اینکه گیرش بتن و سفت شدن آن در ساختار مورد نظر صورت بگیرد، باید واکنش هیدراتاسیون بتن اتفاق بیفتد. در شرایط معمول و زمانی که آب و هوا مساعد است، رخ دادن این واکنش به مدت زمان بسیار زیادی احتیاج ندارد و همه چیز خوب پیش می‌رود.
اما زمانی که آب و هوا سرد و دما پایین‌تر از حد معمول است، شرایط فرق می‌کند. در چنین مواقعی ممکن است سردی هوا باعث یخ زدن آب موجود در مخلوط بتنی شود. این امر از انجام واکنش هیدراتاسیون و گیرش بتن طبق شرایط عادی، جلوگیری می‌کند. دمای پایین هوا سبب میشود هیدراتاسیون انجام نشود یا خیلی دیرتر انجام شود. حتی به تعویق انداختن گیرش بتن دردسرساز بوده و باعث از بین رفتن خاصیت و مقاومت مورد انتظار بتن میشود.
برای رفع چنین مشکلی و امکان پذیر کردن گیرش مطلوب بتن حتی در هوای سرد، از تسریع کننده‌های بتنی استفاده میشود. تسریع کننده یا زودگیر کننده بتن، به یک سری مواد شیمیایی افزودنی گفته میشود که به بتن‌ها اضافه می‌شوند تا سرعت گیرش بتن را بالا ببرند. در واقع این ترکیبات، آبگیری بتن و خشک شدن آن را سریع‌تر می‌کنند.
استفاده از مواد تسریع کننده گیرش بتن باعث میشود وقتی هوا سرد و دمای هوا کم است، آب در ملات بتنی یخ نزند. پس به این مواد شیمیایی، ضد یخ بتن هم گفته میشود. ترکیبات تسریع کننده بتن ممکن است در کنار سرعت بخشیدن به گیرش بتن، عدد اسلامپ بتن را هم بالا ببرند. در نتیجه این مواد قادر به ارتقای مقاومت و استحکام بتن نیز هستند.
مزیت استفاده از تسریع کننده بتنی
تسریع کننده‌های بتنی دارای چندین مزیت یا فایده شناخته شده‌ی زیر هستند:
- از کاهش سرعت هیدراتاسیون بتن در دمای کم و هوای سرد، جلوگیری می‌کنند.
- مدت زمان عمل آوری و خشک شدن بتن را کوتاه می‌کند. این مساله باعث تسریع فرایند کار شده و اجازه می‌دهد قالب‌های بکاربرده شده، هرچه زودتر قابل جداسازی باشند.
- فشار هیدرولیکی وارد شده به قالب‌ها را کمتر می‌کند.
- مدت زمان توقف سازه بتنی را کوتاهتر می‌کند.
- نقاط نشتی دارای خطر در معرض فشار هیدرولیکی را به نحو موثرتری می‌بندد.
کاربرد تسریع کننده‌های بتنی
مواد زودگیر کننده بتنی در مواقع گوناگون به‌کار برده می‌شوند تا سرعت فرایند ساخت و ساز را بالا برده و کیفیت بتن سفت شده در سازه اسکلت بتنی را تضمین کنند. نمونه‌هایی که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم، مهم‌ترین و رایج‌ترین کاربردهای تسریع کننده بتن در ساختمان‌سازی هستند.
1- در فصول سرد سال یا نواحی با آب و هوای سرد و دمای پایین و زمانی که احتمال یخ زدن آب درون بتن وجود دارد، برای محافظت از بتن‌ها در برابر یخ زدگی و فراهم کردن شرایط جهت گیرش کامل و سریع بتن، از تسریع کننده‌های بتنی استفاده می‌کنند.
2- علاوه‌بر خاصیت ضد یخ، در جهت کاربردهای دیگر هم از تسریع کننده‌ها استفاده میشود. مثلا اگر تعداد قالب‌های مورد نیاز برای قالب بندی و سپس بتن‌ریزی کمتر از حد لازم باشد، نیاز به تسریع فرایند گیرش بتن احساس میشود. پس در این شرایط از زودگیر کننده‌های بتنی استفاده میشود تا گیرش بتن بعد از عملیات بتن‌ریزی، هرچه سریع‌تر اتفاق بیفتد و سفتی و مقاومت مورد نظر را بدست بیاورد.
این کار زمان خشک و محکم شدن عضو بتنی را کاهش داده و به روند کلی کار سرعت می‌بخشد. پس برای مثال می‌توان قالب وافل را سریع‌تر خارج کرده و در مرحله‌ای دیگر از پروژه به کار گرفت.
3- یک مورد دیگر از کاربردهای تسریع کننده‌های بتنی، مربوط به مواقعی است که از بتن‌های پاششی استفاده می‌کنیم. در این موارد با افزودن مواد تسریع کننده به بتن پاششی یا شاتکریت، از ریزش ملات در حین کار پیشگیری به عمل می‌آید.
بطور کلی از این تسریع کننده‌ها در بتن بکاربرده شده برای ساخت مخازن و کانال‌های آب، سطوح شیب‌دار، بتن‌ریزی ساختمان‌ها، بتن پاشی برای ترمیم کردن سطح اعضای بتنی، شاتکریت در تونل و کاربردهای مشابه دیگر استفاده میشود.
اثر مواد زودگیر کننده بر بتن مصرفی
تا این جا متوجه شدیم که تسریع کننده‌ها چه خاصیت و کاربردی دارند. اما برای شناخت بهتر این ترکیبات و اثر و فوایدی که با خود به همراه می‌آورند، لازم است تا جزئیات بیشتری راجع به آن‌ها مطرح کنیم. پس بیایید به این سوال پاسخ دهیم که استفاده از تسریع کننده‌ها چه تاثیری روی مخلوط بتن تازه یا خشک شده می‌گذارد؟
تاثیر تسریع کننده‌های بتنی بر روی بتن تازه
مهم‌ترین تاثیر استفاده از این ترکیبات در مخلوط بتن تازه، کاهش زمان لازم برای گیرش ابتدایی و نهایی بتن به مقدار قابل توجه است. این کلیدی‌ترین کاربرد شناخته شده‌ی تسریع کننده‌ها نیز هست.
زودگیر کننده‌های بتن، اثر مستقیمی روی کارایی و میزان روان بودن بتن نمی‌گذارند. ولی به خاطر کمتر کردن مدت زمان گیرش بتن، اسلامپ بتن را بیشتر می‌کنند.
همچنین تسریع کننده‌ها ممکن است بر مقدار هوای درون بتن افزوده و باعث تشکیل شدن حباب در آن بشوند. بنابراین می‌بایست ترکیبات هوازای کمتر در ساخت بتن به‌کار برده شود. تسریع کننده‌های بتنی به خاطر این که سرعت آبگیری بتن را کم می‌کنند، آب انداختن بتن را هم کمتر خواهند کرد. به‌علاوه، میزان گرمای آزادشده در اثر آبگیری را هم بالا می‌برند.
اثر زودگیر کننده بتنی بر روی بتن خشک و سفت
در مورد بتن‌های خشک و سخت شده، بکارگیری تسریع کننده‌ها اثرات خاص خود را دارد. یکی از اثرات آن، این است که مقدار جمع شدن و منقبض شدن بتن سفت و خشک شده را حدودی بالاتر می‌برد. همچنین می‌توانند باعث ایجاد شوره و تغییر رنگ بتن شوند.
اثری که تسریع کننده‌های بتنی بر روی مقاومت نهایی بتن می‌گذارند، بستگی به میزان و نوع تسریع کننده مورد استفاده دارد. توجه داشته باشید که استفاده از میزان بالای زودگیر کننده، می‌تواند مقاومت نهایی بتن را کم کند. بنابراین در صورت لزوم فقط باید از مقدار مناسب آن‌ها استفاده شود. تسریع کننده‌ها معمولا بتن را در مقابل پوسته شدن، مقاوم‌تر می‌کنند. البته به مرور زمان این مقاومت گفته شده، کمتر خواهد شد.
معرفی انواع تسریع کننده‌های بتنی
تا به امروز، انواع مختلفی از مواد تسریع کننده گیرش بتن ساخته شده است. این ترکیبات در موارد گوناگون به‌کار برده شده‌اند تا گیرش بتن زودتر و باکیفیت‌تر انجام شود. در هر گروه از تسریع کننده‌ها، یک ماده شیمیایی اصلی وجود دارد که منشأ خاصیت بتن خواهد بود.
تسریع کننده‌های حال حاضر که در بازار عرضه می‌شوند، از موادی مانند کلسیم کلرید (CaCl2)، کلسیم نیترات (Ca(NO3)2)، کلسیم فرمیت (Ca(HCOO)2) و کلسیم تئوکانات در ترکیب با میزان کمی از مواد دیگر، از جمله کلسیم تیوسولفات و تری اتانول آمین (TEA) تشکیل شده‌اند.
مثلا تسریع کننده‌های بتنی حاوی کلسیم کلرید، به شکل مایع ساخته شده و به فرم محلول در آب برای اضافه کردن به بتن استفاده می‌شوند. زودگیر کننده‌های بر پایه اتانول آمین هم به فرم مایع و محلول در آب تولید شده و به ملات بتنی اضافه می‌گردد.
ترکیبات ضد یخ بتن به دسته‌های مختلفی از جمله ضد یخ ویژه، ضد یخ بتن مسلح، تسریع کننده بدون کلراید، ضد یخ‌های پودری، ژل یا مایع، و انواع گوناگون دیگر تتقسیم می‌شوند. همچنین برای انجام شاتکریت گود، مدل‌های تسریع کننده خشک و تر آن کاربردی هستند.
