استفاده از زودگیرکننده ها عموماً در بتن ریزی در شرایط هوای سرد صورت میگیرد. تندگیرکننده ها نقطه انجماد آب را کاهش نمیدهند از اینرو اتلاق نام ضدیخ به این افزودنیها درست نمیباشد.

برای بتن ریزی در شرایط هوای سرد راه حلهای دیگری همچون استفاده از سیمان تیپIII ، افزایش مقدار سیمان و یا گرم کردن اجزای بتن و گرم کردن محیط کارگاه برای تندگیر درکسب مقاومت و جلوگیری از یخزدگی نیز وجود دارد.

در میان این روشها در مواردی استفاده از سیمان تیپ І به همراه مواد افزودنی تندگیرکننده اقتصادیتر میباشد. استفاده دیگری از این افزودنیها در مخلوطهای بتن استفاده شده برای بتن پاششی میباشد. علاوه بر آن استفاده از این مواد در مواقعی که دستیابی به مقاومت کوتاهمدت زیاد یا کاهش زمان گیرش نیاز میباشد نیز رایج است.

تعریف زودگیر کننده بتن

مواد تسریع کننده به منظور تسریع درگیرش، سخت شدن و کسب مقاومت زود هنگام به کار میرود.

تسریع کننده ها مواد افزودنی هستند که روند سخت شدن یا توسعه مقاومت اولیه بتن را تسریع میکنند. این نوع ماده افزودنی الزاماً تأثیر مشخصی بر زمان گیرش یا (سفت شدن) ندارد. به هر حال، در عمل، مواد افزودنی که طبق مشخصات فنی ASTM C494-05a و BS 5075 -1: 1982 در رده نوع A قرار گرفتهاند، زمان گیرش را کاهش میدهند. به این نکته باید توجه شود که مواد افزودنی تسریعکننده گیرش (یا تندگیرکننده) نیز وجود دارند که مخصوصاً زمان گیرش را کاهش میدهند.

افزودنیهای زودگیر کننده در ۴ گروه طبقه بندی میشوند. افزودنیهای شامل:

  1. نمکهای غیرآلی محلول
  2. افزودنیهای دارای ترکیبات آلی محلول
  3. افزودنیهای با گیرش سریع
  4. افزودنیهای جامد گوناگون

۱ – نمکهای غیرآلی محلول

مطالعات نشان داده است که نمکهای غیرآلی محلول گوناگونی از قبیل کلراید، برومید، فلوراید، کربنات تیوسیانات، نیتریت، نیترات، تیوسولفات، سیلیکات، آلومینات و آلکالیهیدروکسیدها منجر به کاهش زمانگیرش سیمان پرتلند میشوند. در این میان این نمکها، کلسیمکلرید به دلیل توجیه اقتصادی بیش از بقیه مورد استفاده قرار میگیرد. تحقیقات نشان داده است که این دسته از افزودنیها عمدتاً سبب افزایش هیدراتاسیون تریکلسیمسیلیکات () میشود. در صورت استفاده افزودنیهای تندگیرکننده بر پایه کلسیمکلرید باید الزامات مطرح شده در ASTM D 98 رعایت شود. ترکیب کلسیمکلرید و مقادیر مرتبط با آن در جدولزیر نشان داده شده است:

کلسیم ­کلرید (بر اساس درصد جرمی سیمان) حالت جامد حالت مایع درصد یون کلر اضافه­ شده
دی هیدراته هیدراته نشده L/100 kg
۰٫۵ ۰٫۷ ۰٫۵ ۰٫۵۷ ۰٫۳
۰٫۸ ۱ ۰٫۸ ۰٫۹۵ ۰٫۵
۱ ۱٫۳ ۱ ۱٫۱۴ ۰٫۶
۱٫۵ ۲ ۱٫۵ ۱٫۷۰ ۱
۲ ۲٫۶ ۲ ۲٫۲۷ ۱٫۳

۲ – ترکیبات آلی محلول

افزودنیهای تندگیرکننده رایج در این دسته بر پایه تری اتانول آمین و کلسیمفرمات هستند که به منظور جبران کردن تاخیر ناشی از استفاده از افزودنیهای کاهنده آب و یا فراهم کردن خاصیت تندگیری بدون ایجاد اثرات خورندگی بهکار میرود.

میزان تأثیر افزودنیهای بر پایه کلسیمفرمات تابعی از نسبت تریکلسیم آلومینات () به سولفورتریاکسید موجود در سیمان است. در سیمانهای کم سولفات ()، افزودنیهای تندگیرکننده کلسیمفرمات بیشترین تأثیر در روند افزایش کسب مقاومت در سنین اولیه دارند. تولید اترینگایت در بتنهای حاوی کلسیمفرمات بیشتر از سایر موارد است.

خاصیت تندگیرکنندگی برای برخی از نمکهای اسید که بکسیلات نظیر استات، پروپیونیت و بوتیرات گزارش شده است.

۳ – افزودنیهای گیرش سریع

این دسته از افزودنیها برای تولید ملات یا بتن با گیرش سریع که برای پاشش و یا آببندی در مقابل فشار آب هیدرواستاتیک مناسب است، استفاده میشوند. عملکرد این دسته از افزودنیها بر اساس تسریع گیرش آنیتریکلسیمآلومینات میباشد. نمکهای دارای ترکیبات آهن (فریک)، سدیمفلورید، آلومینیومکلرید، سدیمآلومینات و پتاسیم کربنات به عنوان ترکیبات دارای خاصیت تندگیرکننده گیرش گزارش شدهاند.
افزودنیهای تندگیرکننده گیرش برای بتن پاششی در هر دو نوع خشک و تر استفاده میشوند.

به این منظور از افزودنیهای بر پایه آلومینات محلول، کربنات و سیلیکات استفاده میشود. این مواد دارای خاصیت سوزشآور بوده و استفاده از آنها باید با ملاحظات ویژهای انجام شود (به برگههای اطلاعات ایمنی این مواد باید مراجعه شود.)

جدیداً افزودنیهایی با PH خنثی و بدون کلرید بر پایه ترکیبات قند- اسید به منظور از بین بردن ایرادهای مطرح شده عرضه شده است. به طور کلی در اجرای بتن پاششی به روش تر بتن سریعتر سفت شده و دستیابی به گیرش اولیه تسریع میشود. همچنین گیرش نهایی در ۱۰۰ دقیقه انجام میشود. گیرش اولیه که توسط استفاده از افزودنیهای تندگیرکننده ایجاد میشود سبب تسهیل در استفاده از بتن در اجرای قطعات قائم و به صورت سر بالا مانند اجرای بتن پاششی در سقف تونلها میشود.

در صورت اجرای بتن پاششی به روش خشک و استفاده از سیمان و افزودنیهای تندگیرکننده سازگار، زمان گیرش اولیه به ۱ دقیقه و گیرش نهایی به ۴۵ دقیقه کاهش مییابد. همچنین در صورت استفاده از این دسته از افزودنیها نرخ دستیابی به مقاومت در بتن پاششی به روش خشک بسیار افزایش مییابد.

۴ – افزودنیهای جامد گوناگون

در موارد خاص، سیمان هیدرولیکی به جای افزودنیهای تندگیرکننده در بتن به کار میرود. به عنوان مثال، سیمان کلسیمآلومینات بسته به مقدار به کار رفته سبب گیرش آنی سیمان پرتلند در بتن خواهد شد. سیلیکاتهای گوناگون به عنوان تندگیرکننده شناخته شدهاند. ریزپرکنندههای ژل سیلیکاوآمونیون سیلیکات چهار جزئی به دلیل افزایش سرعت هیدراتاسیون تریکلسیم سیلیکات () به عنوان تندگیرکنندههای مقاومت شناخته شدهاند. با افزایش منیزیم کربنات یا کلسیمکربنات زمان گیرش کاهش مییابد.