شتاب دهنده بتن با سریع کردن روند آبگیری سیمان موجب کاهش زمان گیرش ، افزایش آهنگ کسب مقاومت (زودسخت‌شدن)، یا هر دو می‌شوند. برخی از افزودنی‌ها با افزایش چسبندگی مایع بتن ، عملکردی مشابه شتاب‌دهنده‌ها دارند.
شتاب‌دهنده‌ها بر اساس عملکرد و کاربردشان به چهار گروه اصلی تسریع کننده، زودگیرکننده، آنی‌گیرکننده، و زود سخت کننده تقسیم می‌شوند.
تسریع کننده‌ها (تندگیرکننده‌ها)(شتاب دهنده بتن)
تسریع کننده (تندگیرکننده) ماده افزودنی است که زمان گیرش و آغاز تغییر حالت مخلوط بتن از خمیری به جامد (صلب) را کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر، تسریع کننده‌ها (تندگیرکننده‌ها) آهنگ سفت‌شدن بتن و افت روانی (اسلامپ) آن را سرعت می‌بخشند.
زودگیرکنند‌ه‌ها
زودگیرکننده(شتاب دهنده بتن)، که افزودنی زودگیر بتن پاشی (شاتکریت نیز نامیده میشود، طبق تعریف افزودنی است که در حین پاشش یا پیش از پاشش به مخلوط افزوده میشود تا شتابی بسیار سریع در گیرش یا سخت شدن مخلوط پاشیده شده پدید آورد. محدوده زمانی عملکرد زودگیرهای بتن پاشی بسیار کوتاه‌تر از تسریع کننده‌های (تندگیرکننده‌های) متعارف بتن است.
آنی گیرکننده‌ها
آنی گیرکننده‌ها نوعی زودگیر کننده هستند که زمان گیرش خمیر سیمان (سفت شدن) را به شدت کاهش می‌دهند (حدود ۶۰ ثانیه) و گیرش آنی پدید می‌آورند. آنی گیرها برای انسداد نشت آب (نشت بندی) یا پاشیدن بتن بر روی جداره‌های مرطوب به کار می‌روند.
زود سخت کننده‌ها
زود سخت کننده طبق تعریف ماده افزودنی است که با یا بدون تاثیر بر روی زمان گیرش روند کسب مقاومت‌های کوتاه مدت بتن را شتاب می‌دهد (تسریع می‌کند).
مكانیزم عملكرد شتاب‌دهنده‌ها
شتاب دهنده بتن به طور عمده از نوع افزودنی‌های با عملكرد شیمیایی هستند و با تاثیر بر فرآیند آبگیری سیمان و ساختار محصولات آبگیری، این واکنش را تسریع می‌بخشند. آبگیری سیمان فرآیندی پیچیده است که در آن، ترکیبات مختلف سیمان علاوه بر واکنش با آب بر یکدیگر نیز اندرکنش دارند. سیلیکات‌ها (C3S و C2S) و آلومینات‌ها (C3A و C4AF) بیشترین بخش سیمان را تشکیل می‌دهند.
آلومینات‌ها با سرعت خیلی زیادتری نسبت به سیلیکات‌ها هیدراته می‌شوند. در واقع مشخصه‌های سفت شدن (از دست دادن روانی) و گیرش (جامد شدن) خمیرسیمان پرتلند تا حدود زیادی به وسیله واکنش‌های آبگیری آلومینات‌ها کنترل می‌شوند. سیلیکات‌ها که حدود ۷۵ درصد سیمان پرتلند معمولی را تشکیل می‌دهند. نقش اصلی را در تعیین مشخصه‌های سخت شدن (روند کسب مقاومت) به عهده دارند.
واکنش‌های آبگیری سیلیکات‌ها و آلومینات‌ها اگرچه از نظر شیمیایی به دو شیوه جداگانه انجام می‌شوند ولی در عمل مستقل از هم نیستند و بر یکدیگر اندرکنش دارند. برای مثال، تسریع واکنش آلومینات‌ها گرمای زیادی آزاد می‌کند که می‌تواند به تسریع واکنش سیلیکات‌ها منجر شود.
برای درک مکانیزم واکنش شتاب دهنده بتن ، با یک فرض ساده‌انگارانه و برای سادگی می‌توان چنین انگاشت که در زمان شروع واکنش آبگیری، آلومینات‌ها بیشترین تاثیر را بر گیرش و رفتار سفت‌شدن و سیلیکات‌ها بیشترین تاثیر را بر سخت‌شدن و روند کسب مقاومت سیمان می‌گذارند.
تسریع کننده‌های (تندگیرکننده‌های) بتن
تسریع کننده‌ها (تندگیرکننده‌ها) بسته به ترکیبات شیمیایی که دارند، ممکن است عملکرد متفاوتی از خود نشان دهند ولی انتظار می‌رود عملکرد کلی آنها تسریع واکنش آلومینات‌های سیمان باشد.
در روند واکنش آبگیری سیمان، در همان ابتدا سولفات کلسیم (گچ) موجود در سیمان با سه‌کلسیم‌آلومینات (C3A) واكنش نشان می‌دهد و اترینگایت پدید می‌آورد. اترینگایت‌های تشکیل‌شده دانه‌های سیمان را مانند یک پوشش متراکم در برمی‌گیرند و رسیدن آب به باقیمانده دانه‌های سیمان مانعع می‌شوند.
در نتیجه روند آبگیری آنها را با تاخیر مواجه می‌کنند. این موضوع به حفظ کارآیی بتن در یک بازه‌ی زمانی محدود کمک می‌کند. زمانی که همه سولفات موجود واکنش نشان دادند و به اترینگایت‌ها چسبیدند، آلومینات اضافی موجود در محیط با اترینگایت‌ها واکنش نشان می‌دهند و سولفات‌ها را جدا می‌کنند و تشکیل مونوسولفات می‌دهند.
نفوذپذیری مونوسولفات بیشتر از اترینگایت است و اجازه دسترسی آب به دانه‌های سیمان و ادامه روند واکنش آبگیری را فراهم می‌کند. با افزودن تسریع کننده‌های (تندگیرکننده‌های) پایه آلومیناتی به سیمان، مقدار آلومینات در دسترس برای واکنش و تبدیل اترینگایت به مونوسولفات به طور ناگهانی افزایش می‌یابد و روند آبگیری آلومینات‌ها و در نتیجه سرعت گیرش بتن شتاب می‌یابد. از دیدگاهی دیگر‌تسریع کننده‌های (تندگیرکننده‌های) بتن، عمدتاً تبدیل اترینگایت به مونوسولفات را شتاب می‌دهند.
آني گير کننده های بتن
آني گيرکننده ها نوعي زودگيرکننده یا شتاب دهنده بتن هستند که زمان گيرش خمير سيمان (سفت شدن) را به شدت کاهش ميدهند (حدود 60 ثانيه) و گيرش آني پديد ميآورند. آنيگيرها براي انسداد نشت آب (نشتبندي) يا پاشيدن بتن بر روي جدارههاي مرطوب به کار ميروند.
زودگيرکننده هاي بتن پاشي
زودگيرهاي بتن پاشي ميتوانند عملکرد شيميايي يا فيزيکي داشته باشند. مکانيزم عملکرد زودگيرکننده هاي با عملکرد شيميايي بسيار شبيه به تسريع کننده ها يعني تسريع واکنش آلوميناتها است. بسياري از زودگيرکننده هاي بتن پاشي علاوه بر شتاب دادن به فرآيند گيرش سيمان, روند سخت شدن (مقاومت زودرس) آن را نيز شتاب ميدهند.
زودگیرکننده‌های بتن پاشی
زودگیرهای بتن پاشی می‌توانند عملکرد شیمیایی یا فیزیکی داشته باشند. مکانیزم عملکرد زودگیرکننده‌های با عملکرد شیمیایی بسیار شبیه به تسریع کننده‌ها یعنی تسریع واکنش آلومینات‌ها است. بسیاری از زودگیرکننده‌های بتن پاشی علاوه بر شتاب دادن به فرآیند گیرش سیمان، روند سخت شدن (مقاومت زودرس) آن را نیز شتاب می‌دهند.
تفاوت عملکرد شتاب دهنده‌های قلیایی با شتاب دهنده‌های فاقد قلیا :
در شتاب‌دهنده‌های فاقد قلیا، تسریع زمان گیرش از طریق تشکیل اترینگایت زود هنگام است که تفاوت اصلی این گونه شتاب دهنده‌ها با شتاب دهنده‌های قلیایی است. بنابراین مشکل دوام بتن که به دلیل تأخیر در تشکیل اترینگایت در هنگام استفاده از شتاب دهنده‌های قلیایی بوده، کاملاً برطرف میشود.
در شیمی سیمان و مهندسی عمران اترینگایت به نام باسیل سیمان شناخته شده است. اگر این ترکیب در زمان نامناسب در فرآیند هیدراسیون سیمان تشکیل شود می‌تواند سبب به هم ریختن یا از بین رفتن ساختار سیمان شود.
تخریب ساختار میکروسکوپی سیمان به وسیله تشکیل اترینگایت در زمان هیدراسیون نهایی ایجاد میشود که به آن تشکیل اترینگایت تأخیری می‌گویند. که در آخرین مرحله هیدراسیون سیمان سبب ایجاد ترک میشود. از سوی دیگر حصول مقاومت زودرس در بتن از طریق کنترل نمودن تشکیل اترینگایت در زمان مناسب فراهم میشود، که این عمل سبب سخت شدن، گیرش سریع و مقاومت بالا میشود.
از طریق کنترل نمودن زمان تشکیل اترینگایت می‌توان انقباض و انبساط در زمان هیدراسیون سیمان را نیز تعدیل نمود. گیرش سریع سیمان یا بتن به وسیله تشکیل اترینگایت در مراحل اولیه هیدراسیون سیمان حاصل میشود که در این مورد استفاده از شتاب دهنده‌های فاقد قلیا مفید است. این دسته از ترکیبات با تشکیل اترینگایت در زمان مناسب که همان سنین اولیه بتن است، سبب افزایش سرعت گیرش و افزایش مقاومت می‌شوند.
یک پاسخ
اقا خیلی وبسایتتون عالیه