کندگیر کننده بتن چیست؟

کندگیر کننده های بتن (Retarders) یکی از قدیمی ترین افزودنی های بتن می باشند. این ترکیبات نزدیک به صد سال قدمت در صنعت بتن دارند. دیرگیرها با تاخیر در زمان گیرش اولیه بتن، باعث می شوند بتن به مدت بیشتری به حالت پلاستیکی باقی بماند. کندگیرها با ورود به واکنش‌های هیدراتاسیون، به گونه ای عمل می کنند که واکنشگرها با سرعت کمتری با یکدیگر واکنش کنند.

کاربرد کندگیر کننده های بتن

کاربرد اصلی کندگیرها در موارد ذیل می باشد:

• بتن ریزی در هوای گرم

با افزایش دمای هوا، سرعت واکنش های هیدراتاسیون افزایش یافته و لذا گیرش بتن تسریع می شود.

• جلوگیری از درزهای سرد

وقتی که بتن ریزی در مدت طولانی و مرحله به مرحله اجرا می شود و لازم است که بتن های جدید ریخته شده با بتن قبلی واکنش سطحی هیدراتاسیون داشته باشد.

• فاصله زیاد بین اختلاط بتن (Batching) و محل اجرای بتن ریزی
• بتن ریزی های حجیم

با توجه به اینکه واکنش هیدراتاسیون گرمازا می باشند، خروج گرما از بتن در بتن های حجیم یک چالش مهم می باشد. گرم شدن بیش از حد بتن باعث می شود که محصولات هیدراتاسیون سیمان دارای ساختاری بی نظم و شکننده پیدا کرده و این مسئله می تواند مقاومت های نهائی بتن را شدیدا تحت تاثیر قرار دهد. همچنین ایجاد ترک های زیاد در بتن ناشی از تغییرات دمائی شدید را نیز باید مورد توجه قرار داد. مسائل فوق حتی در فصل سرما می تواند شدید تر باشد از آنجا که درون بتن شدیدا گرم بوده و سطوح بتن سرد می باشد.

• تفاوت های حرارتی می تواند ایجاد تنش ها و ترکهای زیادی در بتن کند.

به جهت بررسی مزایا و معایب روان کننده بتن می توانید به مقاله روان کننده بتن چیست مراجعه نمایید.

ترکیبات کندگیر بتن

کندگیر های بتن شامل ترکیبات زیر می باشند:

1. لیگنو سولفونات ها
2. پلی هیدروکسی کربوکسیلیک اسیدها و نمک های آن ها
3. کربوهیدرات ها
4. برخی ترکیبات آلی و معدنی دیگر

کندگیرکننده ها از نظر شیمیایی نزدیک به روان کننده ها و کاهنده های آب می باشند. با استفاده از برخی زودگیر کننده های بتن با کندگیر کننده ها می توان از آنها به منظور روان کننده استفاده کرد.

روان کننده ها افزودنی هایی می باشند که توان کاهش آب بتن به میزان 5 تا 10 درصد را دارند به گونه ای که روانی بتن بی تغییر باقی بماند.

مکانیسم عمل کندگیر کننده ها

اثر بخشی مواد کندگیر کننده بتن در ارتباط قوی با ساختار شیمیایی سیمان می باشد. مهمترین اجزاء سیمان که در تعامل با کندگیر کننده ها قرار می گیرند فاز تری کلسیم آلومینات (C3A)، میزان یون سولفات و میزان قلیای سیمان می باشد.

از آنجا که گیرش اولیه سیمان مرهون واکنش هیدراتاسیون تری کلسیم آلومینات و محصولات این واکنش است، کندگیرها با ورود به واکنش این فاز از سیمان زمان گیرش اولیه را به تاخیر می اندازند.

استفاده از افزودنی دیرگیر بتن قبل از تماس آب و سیمان می تواند اثر معکوس داشته باشد. تماس اولیه سیمان با آب، واکنش شدید اولیه آلومینات را به همراه دارد که لازم است یونهای سولفات با آنها وارد واکنش شده و واکنش آلومینات را مختل کنند. حضور کندگیر کننده ها در لحظات اولیه باعث می شود که این ترکیبات در رقابت با یون سولفات برتری یافته و با جلوگیری از واکنش یون سولفات با کلسیم آلومینات هیدرات، سرعت تشکیل این ترکیبات افزایش یافته و حتی باعث تسریع شدید واکنش شود (Quick Setting). این مسئله در سیمانهائی که نسبت C3A/C3S بالاتری دارند شدیدتر می شود. توصیه می شود که استفاده از کندگیر کننده ها با چند دقیقه تاخیر پس از تماس آب و سیمان همراه باشد.

سیمانهایی که میزان کمی یون سولفات دارند در مواجهه با کندگیر کننده ها می توانند شدیداً گیرش را به تاخیر بیاندازند. کمبود یون سولفات و حضور کندگیر کننده ها بر روی واکنشهای تتراکلسیم آلومینو فریت تاثیر گذاشته و باعث جذب سطحی این ترکیبات بر روی فازهای آلیت و بلیت شوند. این اتفاق باعث تاخیر در واکنش هیدراتاسیون فازهای اصلی سیمان شود.

کاهش قلیائی سیمان نیز می تواند در حضور کندگیر کننده ها اثر کندگیری را تشدید کند و مکانیسم این مسئله هنوز ناشناخته می باشد. سیمان های کم آلومینا در حضور کندگیر کننده ها باعث تاخیر در گیرش ثانویه بتن می شوند. دلیل این مسئله اینست که کندگیر کننده ها به میزان لازم به مصرف محصولات آلومینات نمی رسند و در سطح دیگر فازهای سیمان که همان کلسیم سیلیکات می باشند رسوب کرده و هیدراتاسیون آنها را تاخیر می اندازند.

مطالعات نشان می دهد اگرچه مقاومتهای اولیه بتن با حضور کندگیرکننده ها پائین تر از شاهد می باشد ولی مقاومتهای نهائی آنها بالاتر است که به دلیل پایداری ترمودینامیکی محصولات هیدراتاسیون سیمان می باشد.