افزودنی دیرگیر کننده بتن چیست؟
افزودنی دیرگیر کننده بتن، ترکیبی از مواد آلی و معدنی است که جهت حفظ کارایی بتن یا ملات تازه به ترکیب افزوده می‌شود. رعایت دستورالعمل‌های تولید کننده و دقت در تعیین میزان مصرف آن، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. زیرا همیشه خطر عدم گیرش در بتن وجود دارد. افزودنی دیرگیر کننده بتن، فرایند کسب مقاومت مکانیکی کوتاه مدت بتن را دچار تأخیر می‌کند. این در مواردی که دمای هوا بالا است و یا لازم است تا ماشین حمل بتن مسافت زیادی را تا محل بتن ریزی طی کند، بسیار موثر است. مکانیزم افزودنی دیرگیر کننده بتن، متوقف نمودن یا به تاخیر انداختن واکنش هیدراتاسیون در بتن است.
مزایای ایجاد تأخیر در گیرش بتن چیست؟
در مواردی که بتن ریزی در هوای گرم و در مناطق گرمسیری انجام می‌شود و یا با حمل و نقل‌های طولانی مواجه است، کسب زمان مورد نیاز جهت ریختن و پرداخت انواع مختلف بتن بسیار اهمیت پیدا می‌کند. علاوه بر آن، کنترل دمای آبگیری، مخصوصاً در بتن‌های حجیم، در عملیات بتن‌ریزی بسیار ضرورت دارد. در این مواقع، به کار بردن افزودنی دیرگیر کننده بتن می‌تواند بسیار موثر باشد. از مزایای دیرگیر کننده بتن می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم :
- افزایش مقاومت بتن
- بهبود چسبندگی بین بتن و فولاد
- کاهش نفوذ پذیری
- بهبود مقاومت بتن در مقابل خوردگی
- افزایش عمر مفید سازه
- افزایش سرعت ساخت
معایب ایجاد تأخیر در گیرش بتن چیست؟
هر محصول علاوه بر مزایایی که دارد، می‌تواند معایب و ایرادهایی نیز داشته باشد. دیرگیر کننده بتن نیز از این قاعده مستثنی نیست. به کار بردن دیرگیر کننده بتن می‌تواند در طراحی و یا فرایند بتن‌ریزی تأثیر بگذارد. مواد دیرگیر کننده به طور معمول به دو صورت زیر به مخلوط پایه سیمانی اضافه می‌شوند و گیرش آن را با تأخیر مواجه می‌کنند.
- استفاده از روان کننده‌های بتن
- استفاده از ماده افزودنی کندگیر کننده مستقل
گروه دوم، آن دسته از کندگیر کننده‌های مستقل هستند که می‌توانند ساعت‌های طولانی در گیرش بتن تأخیر ایجاد کنند. مصرف زیاد از حد این مواد می‌تواند باعث عدم گیرش سیمان شده و در نتیجه موجب فاسد شدن آن خواهد شد.
از معایب دیرگیر کننده بتن می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم :
- افزایش هزینه تأخیر در زمان تحویل سازه
- افزایش حجم
- نیاز به دقت بالا در تنظیم مخلوط بتن
- احتمال ایجاد ترک سطحی روی بتن
- احتمال کاهش عملکرد دیرگیر کننده بتن
چگونه مواد دیرگیر کننده به بتن افزوده می‌شود؟
دیرگیر کننده بتن نوعی ماده افزودنی است که به ترکیب بتن اضافه می‌گردد تا زمان گیرش اولیه را دچار تأخیر کند. این کار باعث می‌شود که بتن بتواند اثرپذیری بیشتری داشته باشد و امکان ریختن، لرزاندن، پرداخت و یا تکمیل آن فراهم گردد. دیرگیر کننده بتن به طور معمول از مواد آلی و معدنی ساخته می‌شود. در حقیقت دیرگیر کننده از انواع افزودنی شیمیایی بتن است که مدت زمان فرایند آبگیری را کاهش می‌دهد.
کاربردهای دیرگیر کننده
مهم‌ترین کاربرد دیرگیر کننده بتن، تأخیر انداختن در گیرش بتن است. این مواد افزودنی جهت جلوگیری از ایجاد ترک‌های بتن به کار برده می‌شوند. علاوه بر آن، گاهی اوقات نیاز است که بتن به مکان دیگری حمل شده و در آنجا مورد استفاده قرار گیرد. در این شرایط برای جلوگیری از سفت شدن بتن، افزودنی دیرگیر کننده به آن اضافه می‌کنند. کندگیر کننده‌ها زمان گیرش اولیه بتن را از 1 تا 3 ساعت به تأخیر می‌اندازند و مکانیزم عملکرد آن را کند می‌کنند. افزودنی کندگیر کننده بتن جهت کاهش سرعت واکنش بین آب و سیمان کاربرد دارد. به این ترتیب بتن مدت بیشتری می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. کاربرد دیرگیر کننده را می‌توانیم به صورت زیر بیان کنیم :
- استفاده از دیرگیر کننده در هوای گرم جهت جلوگیری از زود سفت شدن بتن
- جهت افزایش زمان کارایی برای بتن ریزی در چند لایه بدون ایجاد درز
- جهت بتن‌ریزی انبوه و کاهش حداکثری دما
- ایجاد فاصله زمانی بین اختلاط و استفاده از بتن
- جلوگیری از ایجاد آسیب در میکسر
- ساخت سازه‌های بتنی مانند پل‌ها، ساختمان‌ها، تونل‌ها و سدها
- ساخت محوطه ورزشی و میدان‌های چمن مصنوعی
- ساخت محصولات بتنی مانند تیرچه و بلوک بتنی
- ساختمان‌های پیش ساخته
نقش افزودنی دیرگیر کننده در بتن پیش ساخته چیست؟
از افزودنی دیرگیر کننده به عنوان کندکننده سطح در بتن پیش ساخته استفاده می‌شود. این افزودنی در ساخت پیش ساخته‌های بتنی کاربرد دارد. به طور معمول از دیرگیر کننده برای اسپری کردن روی قالب‌ها استفاده می‌کنند. پس از آن بتن در قالب ریخته می‌شود. یک روز بعد، توسط آب بلاست و یا برس، سیمان کنده شده را از سطح بتن جدا می‌کنند و سطح سنگدانه در معرض دید قرار می‌گیرد. دیرگیر کننده در بتن پیش ساخته مورد استفاده قرار می‌گیرد. با افزودن این ماده به مخلوط بتن می‌توان کیفیت و مقاومت آن را بهبود بخشید.
چه موقع افزودنی دیرگیر کننده استفاده می‌شود؟
مواد افزودنی دیرگیر کننده بتن به دو دسته تقسیم می‌شوند که می‌توانیم آن‌ها را به دسته معمولی و دسته انبوه تقسیم بندی کنیم. نوع معمولی جهت بتن ریزی در آب و هوای گرم و یا در شرایط اضطراری مورد استفاده قرار می‌گیرد و نوع انبوه در بتن‌ریزی انبوه، جهت جلوگیری از ایجاد درز کاربرد دارد. دیرگیر کننده بتن، عملیات هیدراتاسیون را به تأخیر می‌اندازد. بتن معمولاً پس از چند ساعت در فاز گیرش اولیه می‌افتد. به همین خاطر برای جلوگیری از این فرآیند، دیرگیر کننده بتن به ترکیب اضافه می‌شود.
مشخصات دیرگیر کننده بتن
دیرگیر کننده بتن یکی از افزودنی‌های شیمیایی به مخلوط بتن است و می‌تواند زمان تنش بتن را بهینه کرده و سخت شدن آن را به تأخیر اندازد. مشخصات شیمیایی و فیزیکی دیرگیر کننده بتن بر اساس نوع و ترکیب ماده متفاوت است. در ادامه برخی از مشخصات عمومی آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
- شکل ظاهری : این ماده معمولاً به صورت پودری و یا مایع عرضه می‌گردد. در صورت استفاده از نوع پودری، ذرات آن باید یکنواخت و ریز باشد.
- رنگ : رنگ این ماده به طور معمول سفید و یا خاکستری است. ولی ممکن است که رنگ دیرگیر کننده بر اساس ماده شیمیایی آن متفاوت باشد.
- حلالیت : دیرگیر کننده بتن باید قابلیت حل شدن در آب را داشته باشد تا به صورت یکنواخت در بتن توزیع گردد. در این صورت تمام قسمت‌های آن تحت تأثیر دیرگیر کننده بتن قرار خواهد گرفت.
- زمان تأخیر : از مهم‌ترین مشخصات دیرگیر کننده بتن، زمان تأخیر آن به شمار می‌آید. این زمان به طور معمول بر اساس نیاز پروژه و شرایط آب و هوایی مشخص می‌گردد. معمولاً زمان تأخیر آن از ۱ تا چند ساعت متغیر خواهد بود.
- تأثیر بر زمان تنش بتن : دیرگیر کننده بتن تأثیر مستقیمی در زمان تنش آن دارد. با افزودن دیرگیر کننده بتن به مخلوط، زمان تنش بتن افزایش پیدا کرده و مرحله خشک شدن آن مدت زمان بیشتری طول می‌کشد.
- تأثیر بر مقاومت بتن : به کار بردن دیرگیر کننده بتن می‌تواند در مقاومت نهایی آن نیز تأثیرگذار باشد. بعضی از دیرگیر کننده‌ها، مقاومت بتن را کاهش می‌دهند. در حالی که بعضی دیگر به افزایش مقاومت آن کمک می‌کنند.
در کجا و چه مناطقی می‌توان از دیرگیر کننده در بتن استفاده کرد؟
مکانیسم اثر کندگیر کننده بتن، بر اساس نوع و مشخصات ظاهری دیرگیر کننده متفاوت است. از این ماده در مناطق معتدل و خنک، مناطق مرطوب و مناطق با خاک‌های آهکی استفاده می‌شود.
مناطق معتدل و خنک : از دیرگیر کننده بتن در مناطق با آب و هوای خنک و معتدل که دارای فصل‌های سرد و مرطوب هستند، استفاده می‌شود. این مناطق شامل نواحی شمالی اروپا، شمال شرق آمریکا، کانادا و برخی دیگر از مناطق آسیا مثل ژاپن و کره جنوبی است.
مناطق با آب و هوای مرطوب : از بتن دیرگیر کننده در مناطقی که آب و هوای مرطوب دارند مانند نواحی ساحلی استفاده می‌شود. این مناطق به طور معمول دارای تراکم بخار آب زیاد و رطوبت محیطی بالا هستند که همین شرایط باعث می‌شود بتن دیرگیر کننده به خوبی تشکیل شده و عملکرد خوبی داشته باشد.
مناطق با خاک‌های آهکی : از بتن دیرگیر کننده در مناطقی که دارای خاک‌های آهکی هستند نیز استفاده می‌شود. خاک‌های آهکی به طور معمول در مناطقی با آب و هوای خنک و مرطوب و معتدل یافت می‌شوند.
دیرگیر کننده بتن چه تأثیری در بتن سخت دارد؟
دیرگیر کننده بتن می‌تواند روی دوام، کنترل ترک و جمع شدگی، مقاومت نهایی سطح بتن و… تأثیرگذار باشد. در ادامه توضیحات مختصری در مورد هر کدام خواهیم داد :
- دوام : تأخیر در فرایند گیرش بتن موجب جای‌گیری بهتر بتن در قالب شده و حباب‌های مضر و درشت، از لایه‌های درونی آن به سطح می‌آیند و خارج می‌گردند. این امر باعث می‌شود تا بتن تخلخل و نفوذ پذیری کمتری داشته باشد و در نهایت آسیب‌پذیری آن نیز کم خواهد شد. البته لازم به ذکر است که دوام بتن با دیگر افزودنی‌ها مثل هواساز و کاهنده آب هم غیر قابل انکار است.
- کنترل ترک و جمع شدگی : گیرش سریع و ناهماهنگ در بتن می‌تواند باعث ایجاد ترک و جمع شدگی آن شود. این پدیده در بتن که حاوی دیرگیر کننده است به شکل قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند.
- مقاومت نهایی : بتنی که حاوی دیرگیر کننده بتن است، به علت گیرش یکنواخت و کاهش ترک در زمان خشک شدن، نسبت به سایر بتن‌ها که فاقد افزودنی هستند، مقاومت بیشتری دارد.
- سطوح بتن : چنانچه دیرگیر کننده بتن مورد استفاده قرار گیرد، خروج حباب‌های داخلی بتن بهتر انجام می‌شود. در نتیجه سطح صافی در داخل قالب ایجاد می‌گردد.
روش و میزان مصرف دیرگیر بتن
میزان استفاده از دیرگیر کننده بتن به عوامل مختلفی مانند دمای هوا، عیار بتن، مدت زمان مورد نظر، دمای بتن و… بستگی دارد. بر همین اساس جهت تعیین میزان دقیق آن باید آزمایشات کارگاهی انجام شود. به طور معمول میزان استفاده از این ماده 2% تا 4% وزن سیمان مصرفی است. روش مصرف آن به صورت زیر بیان می‌شود :
- نخست میزان مشخصی از ماده افزودنی با توجه به عیار بتن با آب مخلوط شده و رقیق می‌شود.
- این افزودنی در حین اختلاط بتن به صورت تدریجی به آن اضافه می‌گردد.
- این محصول به بتن آماده نیز اضافه می‌شود.
- پیشنهاد می‌شود که به ازای هر متر مکعب بتن، عملیات مخلوط کردن حداقل یک دقیقه طول بکشد.
- دیرگیر کننده بتن را در زمان تولید بتن می‌توان به تراک میکسر نیز اضافه کرد.
انواع کندگیر کننده یا دیرگیر کننده بتن
به صورت کلی دیرگیر کننده بتن را می‌توانیم به دو دسته آلی و معدنی تقسیم بندی کنیم. در ادامه مطلب به معرفی هر کدام از آن‌ها می‌پردازیم :
- دیرگیر کننده بتن آلی : این دسته از مواد شامل هیدروکسید کربوکسیلات‌ها، لینگو سولفونات‌ها، فسفونات‌ها و قندها هستند که در منابع آلی پیدا می‌شوند.
- دیرگیر کننده بتن معدنی : این دسته از مواد شامل نمک‌های فلزی، سرب، قلع و فسفات هستند که از منابع معدنی استخراج می‌گردند.
آیا عوامل محیطی تأثیری بر عملکرد افزودنی کندگیر کننده بتن دارند؟
مهم‌ترین عامل محیطی دما است که بر عملکرد دیر کننده بتن تأثیر مستقیم دارد. اصولاً یکی از عواملی که باعث می‌شود ضرورت استفاده از کندگیر کننده اهمیت پیدا کند، مقابله با مشکلات پیدا شده در هوای گرم است. سرعت وزش باد، رطوبت، ماشین آلات، زمان حمل، مهارت نیروهای اجرایی و… از عوامل تأثیرگذار روی عملکرد دیرگیر کننده‌های بتن هستند. به عنوان مثال، میزان مصرف این ماده در ساعات مختلف روز و شب نیز متفاوت است.
از آنجایی که مصرف بیش از حد دیرگیر کننده بتن می‌تواند مضر باشد، بنابراین اندازه‌گیری دقیق آن اهمیت ویژه‌ای دارد. تمام افزودنی‌های دیرگیر کننده بتن در محدوده زمانی مشخصی روی مخلوط بتن تأثیر می‌گذارند. به محض تمام شدن این محدوده زمانی، فرایند آبگیری سیمان شروع می‌شود.
چه اقداماتی باید در حین استفاده از افزودنی دیرگیر بتن انجام شود؟
جهت استفاده بهینه از این ماده در پروژه‌های بتنی و رسیدن به نتیجه مطلوب لازم است مراحل زیر با دقت کامل انجام شود :
انتخاب دیرگیر کننده بتن مناسب
بر اساس نوع پروژه، نیازهای خاص پروژه و شرایط محیطی باید بهترین دیرگیر کننده بتن انتخاب شود. مشاورین یا متخصصین بتن با انجام آزمایشات اولیه می‌توانند در انتخاب درست به افراد کمک کنند.
تعیین مقدار مناسب
میزان دقیق دیرگیر کننده بتن باید بر اساس ترکیب آن، دما، رطوبت و مدت زمان مورد نیاز تعیین گردد. استفاده از نرم‌افزار‌های مدل سازی و شبیه‌سازی می‌تواند در این مرحله بسیار کمک کند. ابتدا بر اساس عیار بتن، میزان دیرگیر کننده محاسبه می‌شود و پس از آن، میزان آب مورد نیاز که مطابق با دستورالعمل تولید کننده است، برای رقیق کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مخلوط کردن دقیق
دیرگیر کننده بتن باید به صورت یکنواخت در مخلوط بتن توزیع گردد. به کار بردن میکسرهای با کیفیت و رعایت نکات گفته شده توسط تولید کننده، در این مرحله بسیار اهمیت دارد.
نظارت و کنترل کیفیت
بعد از اضافه کردن دیرگیر کننده بتن، لازم است که نظارت دقیق به عملکرد درست آن انجام شود. آزمایشات مکرر روی نمونه‌های بتن می‌تواند باعث کنترل کیفیت و زمان دقیق گیرش آن باشد.
آیا استفاده از دیرگیر بتن در طولانی مدت تأثیر خاصی دارد؟
گاهی اوقات استفاده و به کار بردن از دیرگیر کننده بتن می‌تواند باعث ایجاد ترک‌های سطحی روی بتن شود. در این شرایط، زیبایی ظاهری و قابلیت تحمل بتن کاهش پیدا می‌کند. استفاده طولانی مدت از دیرگیر کننده بتن می‌تواند موجب کاهش کارایی آن شده و به جای آنکه خصوصیات بتن بهبود پیدا کند، برعکس عمل کرده و کاهش می‌یابد. بنابراین در به کار بردن از دیرگیر کننده بتن لازم است تمامی اصول و نکات مربوط به آن رعایت گردد.
قیمت افزودنی دیرگیر کننده بتن
قیمت دیرگیر کننده بتن از عوامل مهم برای تصمیم گیری در به کار بردن این افزودنی برای پروژه‌های ساختمانی است. قیمت این ماده به چند عامل بستگی دارد که از آن جمله می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم :
- نوع دیرگیر کننده بتن
- کیفیت و کارایی آن
- برند تولید کننده ماده
- نوسانات بازار
- هزینه‌های حمل و نقل
- محل تولید
خلوص و کیفیت مواد اولیه در ساخت دیرگیر کننده بتن و همچنین فناوری تولید آن می‌تواند روی قیمت تأثیر قابل توجهی داشته باشد. دیرگیر کننده بتن با کیفیت، قیمت بالاتری دارد. شهرت و برند شرکت تولید کننده نیز در قیمت گذاری تأثیر دارد. شرکت‌های معتبر، محصولات خود را با قیمت زیادتری به فروش می‌رسانند. قیمت این ماده به محل تولید آن و هزینه‌های حمل و نقل هم وابسته است. واردات مواد اولیه و یا محصولات نهایی از سایر کشورها می‌تواند هزینه‌های اضافی را هم به همراه داشته باشد. نوسانات قیمت مواد اولیه، شرایط بازار و تغییرات اقتصادی از عوامل تأثیرگذار در قیمت نهایی دیرگیر کننده بتن به شمار می‌آیند.
سخن پایانی
دیرگیر کننده بتن یکی از مواد شیمیایی است که به عنوان افزودنی به بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده مقاومت بتن و خواص مکانیکی آن را بهبود بخشیده و افزایش می‌دهد. استفاده از دیرگیر کننده بتن باعث افزایش قدرت چسبندگی و پیوستگی بین ترکیبات بتن تازه می‌شود. علاوه بر آن، نفوذ پذیری بتن را کاهش داده و آن را در برابر خوردگی و سایر عوامل آلودگی محافظت می‌کند. در این مقاله به بررسی کاربردها، مزایا، معایب و انواع مختلف دیرگیر کننده بتن پرداختیم و توضیحات کاملی در مورد این ماده شیمیایی بیان نمودیم.