مقاله در مورد مواد افزودنی در پروژه های سد سازی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد مواد افزودنی در پروژه های سد سازی دارای ۳۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد مواد افزودنی در پروژه های سد سازی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد مواد افزودنی در پروژه های سد سازی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله در مورد مواد افزودنی در پروژه های سد سازی :

مواد افزودنی در پروژه های سد سازی

(کاربرد، مکانیزم واکنش، عوامل موثر بر عملکرد، معیارهای انتخاب)
چکیده :
امتیازات فیزیکی و اقتصادی قابل ملاحظه ای که مواد افزودنی برای بتن ایجاد می کند و همچنین در بسیاری موارد، مزایای فنی موجب رشد روز افزون کاربرد این مواد در بتن شده است. این مواد نه تنها امکان به کار بردن بتن را در شرایط پیچیده فراهم کرده اند که پیش از آن امکان استفاده از بتن در این شرایط به دلایل مختلف فنی وجود نداشت، بلکه امکان استفاده از گستره وسیع تری از مواد متشکله در مخلوط بتن را نیز به وجود آورده اند. سدها به علت نقش اساسی که در سیستم

اقتصادی، اجتماعی، سیاسی کشور دارند و نیز به علت سرمایه گذاری کلانی که برای ساخت آنها می شود، جز سازه های استراتژیکی محسوب می شوند که لازم است از عملکرد و دوام مناسبی در دراز مدت برخوردارمی باشند.
ملاحظات اقتصادی مانند استفاده از مصالح در دسترس و کاهش مصرف سیمان، ضوابظ پایایی از جمله هوازایی، کاهش نفوذپذیری، آب بندی و کاهش نسبت آب به مواد سیمانی، استفاده از مواد کمک سیمانی مانند پوزولانها ، سرباره و دوده سیلسی برای بهبود خواص وپایایی بتن که

عموما منجر به افزایش آب مورد نیاز مخلوط می شوند، بهبود شرایط اجرایی مانند حمل و نقل، ریختن ومتراکم کردن بتن، بهبود خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی بتن و امکان ادامه عملیات اجرایی و بتن ریزی در شرایط آب و هوایی مختلف از جمله مواردی هستند که استفاده از مواد افزودنی در پروژه های سد سازی را اجتناب پذیر می کنند.
با توجه به اندرکنش مواد افزودنی با مواد سیمانی و سایر اجزای تشکیل دهنده بتن و از آنجا که گستره وسیعی از مواد افزودنی با نامهای تجاری گوناگون موجود و در دسترس می باشند، آگاهی از خصوصیات کلی، مکانیزم واکنش و عوامل مو ثر بر عملکرد این مواد می تواند در انتخاب آنها برای یک پروژه خاص، به ویژه پروژه سد سازی، سودمند باشد.

در این مقاله پس از بررسی کاربرد، مکانیزم واکنش و عوامل موثر بر عملکرد مواد افزودنی

متداول در پروژه های سد سازی، راهکارهایی برای انتخاب این مواد برای یک پروژه سدسازی ارایه می گردد.

۱- مقدمه
بتن یکی از مهمترین یکی از فراگیرترین مصالح ساختمانی است که مصرف آن در پروژه های مختلف عمرانی همگام با پیشرفت تکنولوژی رشد روزافزونی دارد.
امروزه برای بهبود خواص بتن، بالابردن کیفیت آن، کاهش نارسایی ها و تغییر بعضی از مشخصه های بتن از مواد افزودنی موادی تغیر از آب سنگدانه سیمان هیدرولیکی و الیاف هستند که (ACI 116R) استفاده می شود. مواد افزودنی بنا به تعریف درست پیش از اختلاط یا درحین اختلاط به بتن افزوده می شوند.
مواد افزودنی به دو دسته کلی
۱. مواد معدنی
۲. مواد افزودنی شیمیایی
تقسیم می شوند.
مواد افزودنی شیمیایی نیز بر حسب نوع عملکرد خود به گروه های مختلف (مانند هوازا، کاهنده های آب، کنگدگیرنده ها و …) تقسیم می شوند. بررسی قرارخواهد گرفت. در انتها ملاحظاتی درباره کابرد این نوع افزودنی ها و راهکاری برای انتخاب مناسب آنها برای یک پروژه سدسازی ارایه می گردد.
۲- دلایل کاربرد مواد افزونی در بتن سدها امتیازات فیزیکی و اقتصادی قابل ملاحظه ای که مواد افزودنی برای بتن ایجاد می کنند از یک سو و در بسیاری موارد مزایای فنی از دیگر سو، موجبات رشد روزافزون کاربرد، این مواد را در بتن فراهم آورده اند بلکه امکان استفاده وسیع تری از مواد متشکله در مخلوط را نیز بوجود آورده اند.
بطور کلی دلایل و مزایای حاصل از استفاده مواد افزودنی در بتن مصرفی در پروژه های سدسازی را می توان به شرح زیر دسته بندی کرد:
ملاحظات اقتصادی:
اغلب سعی می شود که سنگدانه مورد نیاز پروژه سدسازی را از منابع قرضه های نزدیک به ساختگاه سد تامین شود. دستیابی به مشخصات مورد نظر سنگدانه پرهزینه و در شرایطی بسته به خصوصیات قرضه، ممکن است غیر عملی باشد با استفاده از مواد افزودنی می توان بر بسیاری از نارسایی های فیزیکی وشیمیایی سنگدانه موجود غلبه کرد و از همان مصالح در دسترس برای ساخت بتن استفاده کرد. تحقیقات انجام شده توسط پرهیزکار و همکاران بیانگر این واقعیت ایت که دوده سیلیسی به عنوان یک افزودنی معدنی می تواند به میزان قابل توجهی انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه را کاهش دهد.با استفاده ازمواد افزودنی شیمیایی نیز می توان بر بسیاری از نقایص فیزیکی سنگدانه ها مانند کمبود ریز دانه ها غلبه کرد.بدیهی است که در این موارد باید بین هزینه دستیابی به مشخصات مورد نظر از طریق تغییر قرضه، نصب تجهیزات اضافی، طولانی تر کردن فرایند تولید سنگدانه ازیک سو و بهبود خواص سنگدانه موجود با استفاده از مواد افزودنی از سوی دیگر یک مقایسه اقتصادی انجام گیرد.

بهبود خواص بتن سخت شده:
استفاده از مواد افزودنی خواص فیزیکی ، مکانیکی و شی میایی بتن را ب

ه نحوی چشمگیری بهبود می بخشد . مواد افزودنی کاهنده آب با کاهش نسبت به آب به مواد سیمانی و کاهش تخلخل بتن ،خواص مکانیکی آن مانند مقاومت فشاری، خمشی و سایشی را ( رمضانیان پور- ۱۳۶۸ ) بهبود می بخشند
کنترل گرمازایی در بتن حجیم: برای کاهش گرمای ناش ی از هیدراسیون در بتن های حجیم باید از سیمان های با گرما زایی کم مانند پرتلند نوع ۴ و سیمان پوزلانی استفاده کرد . از آنجا که سیمان پرتلند نوع ۴ در ایران تولید نمی شودیک راه عملی برای کاهش حرارت ناشی از هیدراسیون، کاستن از مقدار سیمان مصرفی در بتن است بدون آنکه لطمه ای به خواص بتن تازه و سخت شده وارد شود . اینکار با استفاده از مواد افزودنی کاهنده آب و فوق روان کننده ها ام

کان پذیر است . در صورت استفاده از سیمانهای پوزلانی نیز، چون مقدار آب مورد نیازاستفاده از مواد کاهنده آب برای حفظ نسبت به آب مواد سیمانی و نیز بهبود (Famili et at 2000) این سیمانها بیشتر می باشد کارآیی سودمند خواهد بود . استفاده از مواد افزودنی کندگیر کننده در کاهش سرعت گرمازایی در سنین اولیه (تا ۷ روز ) بسیار موثراست .بدیهی است که این مواد تاثیری در کاهش مقدار کل گرمای حاصل نخواهد داشت .

چگونگی تاثیر مواد افزودنی شیمیایی در بتن
مواد افزودنی شیمیایی را می توان بر حسب چگونگی تاثیر آنها در بتن به دو گروه:
۱. مواد افزودنی با اثر فیزیکی
۲. مواد افزودنی با اثر شیمیایی در بتن تقسیم کرد :
مواد افزودنی که اثر فیزیکی در بتن دارند معمولا مواد اثر کنن ده بر سطح هستند اینها مواد هستندکه در سطح مشترک بین دو فازآمیخته نشدنی متمرکز می شوند و نیروهای فیزیکی – شیمیایی موثر براین سطح مشترک را تغییر می دهند این مواد موجب کاهش نیروی کشش سطحی بیم مایع و جامد و یامایع و گاز می شوند و باعث روان شدن بتن می شوند یا ایجاد حباب هوا را بتن میسر میسازند. این موادتغییری در روند هیدراسیون سیمان بوجود نمی آورند.
مواد افزودنی که اثر شیمیایی در بتن دارند، موجب تغییر در روند هیدراسیون سیمان می شوند .این تغییر می تواند در تاخیر گیرش و یا تسریع گیرش و سخت شدن موثر باشد . به این ترتیب می توان زمان قابل کارکردن با بتن را کنترل کرد . و یا مقاومت های اولیه آنرا تغییر داد .
روان کننده ها و فوق روان کننده ها ( خوازاهاو کاهنده های نفوذپذیری ) بطور کلی می توان گفت که مواد افزودنی کاهنده آب زودگیرکننده ها و زود سخت کنندها ( اثر شیمیایی در تن ) دارای اثر فیزیکی هستند و مواد افزودنی کندگیر کننده و تسریع کننده دارند. مواد افزودنی کمک کننده تزریق دارای هر دو اثرفیزیکی و شیمیایی هستند.

نوع تاثیر:
فیزیکی
شیمیایی
فیزیکی- شیمیایی
نوع افزودنی:
کاهنده های آب
هوازاها
کاهنده های نفوذپذیری
کندگیر کننده ها
کمک کننده های تزریق
هیدراسیون سیمان
از آنجا که اندر کنش مواد افزودنی و سیمان تاثیر مستقیمی بر عملکرد مواد افزودنی دارد، شیشه شایسته است که ابتدا هیراسیون سیمانی بطور اجمالی مورد بررسی قرار گیرد.
هیدراسیون عبارت است که ترکیب شدن آب با اجزای تشکیل دهنده سیمان که درنتیجه این واکنش شیمیایی ، عمل گیرش و سخت شدن انجام می گیرد با وجود تحقیقات زیادی که در مورد روندهی دراسیون سیمان انجام شده است تاکنون این پدیده به طورکامل شناخته نشده است و اختلاف نظرهایی که مورد جزئیات آن وجود دارد . ولی جدا از این اختلاف نظرها، روند کلی هیراسیون رامی توان به ترتیب زیر توصیف کرد .
مرحله اول :
در اثر اختلاط سیمان با آب ، سولفات بصورت محلول در آمده و با آلومینات کلسیم وآلومینوفریت موجود در سیمان ترکیب وجود اترینگایت را می توان حدود ۳۰ ثانیه بعد از مخلوط . می دهد ( اترینگایت ) شده و تشکیل سولفور آلومینات کلسیم نامحلول.( رمضانیان پور و همکاران ، ۱۳۶۷ ). کردن سیمان با آب مشاهده کرد.
کریستالهای اترینگایت در ابتدا بصورت رشته های نازک سوزنی شکل هستند، با رشد این کریستالها گیرش سیمان نیز آغاز می هیدروکسید کلسیم ساخته می شود . (C32 به ویژه ) شود. علاوه بر این همانند بتدا بر اثر ترکیب شدن آب با سیلیکاتهای سیمان
مرحله دوم :
را مشاهده کرد . این ( CSH ) تقریب یک ساعت پس از اختلاط آ ب با سیمان می توان کریستالهای سیلیکات کلسیم هیدراته
کریستالها که بر اثر هیدراسیون سیلیکاتهای سیمان بوجود می آیند در ابتدابه صورت رشته های نازکی هستند که به راحتی در فضای بین دانه های سیمان که پر از آب است ، حرکت و رشد می کند با به هم چسبیدن این رشته ها به یکدیگر و چسبیدن آنها به ذرات سیمان

هیدراته نشده وسایر محصولات هیدراسیون، بافت متخلخلی پدید می آید که بر اثر ادامه هیدراسیون این بافت متراکم ترمی شود مقاومت اولیه سیمان ناشی از رشد همین بافت اولیه است.
مرحله سوم:
در این مرحله بر ا ثر ادامه عمل هیدراسیون ، داخل حفرات و خلل و فرجها پر می شود و بتن متراکم تر غیر قاب نفوذتر می شود ومقاومت آن افزایش می یابد .
آشنایی با مکانیزم واکنش و چگونگی تاثیر مواد افزودنی شیمیایی در بتن و شناخت عوامل موثربر عملکرد آنها در بکارگیری مناسب تر آنها مفید است .
مواد افزودنی با اثر فیزیکی در بتن
مواد سیمانی به همراه ریزترین مصالح سنگی )کمتر از ۲۵۰ میکرون (، ریزدانه های بتن را تشکیل می دهند . این مواد ریز نقش تعیین کننده ای در میزان آب ، کارآیی و تراکم بتن دارند . از آنجا که موادافزودنی که با اثر فیزیکی نیز باعث تغییر خواص یاد شده می شوند، لذا ریزدانه های بتن و مواد افزودنی دارای اثر فیزیکی ، بر روی یکدیگر اندکنش خواهند داشت .

مواد افزودنی هوا زا
مولکولهای قطبی آب نیز تمایل شدیدی به جذب یکدیگر دارند و برای جدا کردن آنها از یکدیگربه انرژی قابل ملاحظه ای نیاز است ، بنابراین آب دارای انرژی سطحی )کشش سطحی ( زیادی است مکانیزم واکنش افزودنی هوازا کاهش کشش سطحی آب است .و یکسر آنها (hydrophobic) ” آب گریز ” مواد افزودنی هوازا از مولکولهای زنجیره طویلی تشکیل شده اند که یکسر آنهااست . سر آب دوست آنها جذب مول کولهای آب می شود و سر آب گریز آنها موجب کاهش (hydrophilbic) ” آب دوست “کشش سطحی آب می شود. کاهش کشش سطحی آب امکان ایجاد حباب هوا را میسر می سازد.
بامقاومت و الاستیسیته کافی در اطراف حبابهای هوا پدید ( مانند حباب صابون ) مواد افزودنی خوازا یک فیلم محکم و دافع آب می آورد، بگونه ای که حبابهای هوا را در برگرفته و پایدار می کند و از به هم پیوستن حبابها نیز جلوگیری بعمل می آورد .
خاصیت دافع آب بودن این فیلم از ورود آب به داخل حباب هوا جلوگیری می کند . عمل هم زدن و اختلاط مخلوط موجب پراکنده شدن این حبابها در بتن می شود .حبابهای هوای محبوس ، که در همه بتن ها ایجاد می شوند و در حقیقت تابعی از ویژگیهای سنگدانه هستند، دارا

ی اندازه ۱۰۰۰یا بیشتر هستند در حالیک حبابهای هوایی که به طور عمدی ایجاد می شوند بطور عمده دارای قطری بین ۱۰ تا ( ۱ میلیمتر ) میکرون ۱۰۰ میکرون هستند.

مواد افزودنی روان کننده
جز فعال اصلی مواد افزودنی روان کننده ، عوامل اثر کننده بر سطح است . اینها مواردی هستند که در سطح مشترک بین دو فازآمیخته نشدنی متمرکز می شوند و نیروهای فیزیکی – شیمیایی موثر بر این سطح را تغییر می دهند . این مواد جذب سطح دانه های سیمان می ش می شوند چگونگی تاثیرروان کننده ها برروی سیمان در شکل ۲ نشان داده شده است .
در مخلوطی که از مواد روان کننده استفاده نشود، ذرات سیمان به یکدیگر می چسبند و لخته می شوند . دراثر این لخته شدگی قسمت از آب در فشای بین ذرات لخته شده محبوس می شود و از طرفی در نقاطی که ذرات سیمان به یکدیگر می چسبند، سطح پیوستگی آنها برای هیداسیون اولیه در دسترس نمی باشد . مواد افزودنی روان کننده با جلوگیری از لحته شدن ذرات سیمان ، مساحت سطح سیمان را ک ه می تواند پذیرایی هیدارسیون اولیه باشد افزایش می دهند و همچنین با جلوگیری از محبوس شدن درفضای لخته شدگی ، مقدار لخته شدگی ، مقدار آب موجود برای هیدارسیون افزایش می یابد بعلاوه بارمنفی ساکن اطراف ذرات سیمان سبب می شود که در اطراف هر ذره سیمان قشری از مولکو لهای جهت داده شده آب ، که از نزدیک شدن ذرات به یکدیگر جلوگیری می نمایند. تشکیل گردد بنابراین ذرات سیمان قابلیت تحرک بیشتر پیدا می کنند و آب آزاد شده تحت اثر مجموعه لخته شده ، صرف روان سازی مخلوطی می گردد و لذا کارآیی افزایش می یابد.

مواد افزودنی فوق روان کننده
مکانیزم واکنش فوق روان کننده ها شبیه مکانیزم واکنش روان کننده ها ولی با اثر قوی تر است . فوق روان کننده ها، پلیمری های آلی محلول در آب هستند که دارای رشته های دراز مولکولی هستند این رشته های دراز مولکولی به دور ذرات سیمان می پیچندو بار منفی زیادی به آنها می دهند، به طوری که یکدیگر را دفع می نمایند .این امر منجر به پراکندگی و پخش سیمان می گردد .
مواد افزودنی با اثر شیمیایی در بتن
همچنانکه گفته شد مواد افزودنی با اثر ش یمیایی در بتن بر روند هیداسیون سیمان تاثیر می گذارند . سیمانهای مختلف دارای خواص شیمیایی متفاوتی هستند و بنابراین واکنش های متفاوتی نسبت به مواد افزودنی با خصوصیات شیمیایی مختلف از خود نشان می دهند .
مواد افزودنی تسریع کننده موادد افزودنی تسریع کننده سبب کاهش زمان گیرش ، افزایش

روند کسب مقاومت و یا هر دومی شوند . این مواد در حقیقت روند هیدارسیون را تسریع می کنند . بطور کلی این مواد را می توان به دودسته کلی مواد افزودنی زودگیر و مواد افزودنی زود سخت کننده تقسیم کرد .
مواد افزودنی زودگیر (Setting accelerator)
مواد افزودنی زودگیر عموم با تسریع بین سولفات و آلومیناتها و تشکیل اترینگایت ، سرعت سخت شدن خمیر سیمان را افزایش می دهند . افزایش سرعت این واکنش منجر به پدید آمدن کریستالهای سوزنی شکل کوچک اترینگایت می شود . طول کریستالها دراین حالت ا ز طول کریستالهای پدید آمده در خمیر سیمان شاهد کوتاهتر خواهد بود . در هم فرو رفتن این

اترینگایت های ظریف موجب تسریع زمان گیرش می شود. کاربرد عمده این مواد در بتن پاشی است .
(Hardening accelator) مواد افزودنی سخت کننده موجب افزایش م قاومت های اولیه و نیز کاهش زمان گیرش می شوند . تاثیر این مواد بر زمان C3S این مواد با تسریع واکنش گیرش کمتر از مواد افزودنی زودگیر است . مواد افزودنی زود سخت کننده یا مانند کلریدها بعنوان یک کاتالیزور در واکنش عمل می کنند و یا مانند کربناتها با هیدوکلسیم ت رکیب شده و کربنات کلسیم و یک قلیایی نا محلول تشکیل می C3S هیدراسیون دهند. قلیایی حاصل از واکنش موجب تسریع واکنش سیلیکات و آلومینات می شود.
عملکرد مواد افزودنی در بتن
صرفنظر از جنس و مقدار مصرف مواد افزودنی ، اجزای تشکیل دهنده بتن ، شرایط محیطی، شرایط ساخت و حمل و ن حوه بتن ریزی نیز از جمله عواملی هستند که بر عملکرد مواد افزودنی در بتن تاثیر می گذارند.
مواد افزودنی هوازا
مهمترین دلیل هوازایی در بتن بهبود پایایی آن در برابر یخبندان و نمکهای یخ زدا است . هنگامیکه آب یخ بزند، افزایش حجم پیدا می کند . چنانچه تمهیداتی برای این افزایش حجم در نظر گرفته نشود موجب پدید آمدن فشار در منافذ موبییه بتن می شود . اگرمقدار این فشار از مقاومت کششی بتن فراتررود سبب ایجاد ترک در بتن و در نهایت موجب فروپاشی بتن می شود . تشکیل بلورهای نیز موجب پدید آمدن فشار در بتن و خرابی بتن می شود . حبابهای هو ا در بتن فضای ( ناشی از کاربرد نمکهای یخ زدا ) نمک در بتن مورد نیاز برای انبساط ناشی از یخ زدگی و فضای لازم برای رشد بلورهای نمک را فراهم می آورد و از ایجاد فشار داخلی جلوگیری می کند.

علاوه بر موارد گفته شده، هوازایی سایر خواص بتن را نیز، به ویژه برای مقاصد سدسازی ، بهبود می بخشد.
کارآیی:
هوازایی کارآیی بتن به ویژه بتن های کم سیمان و خشن را بهبود می بخشد . علت افزایش و بهبودکارآیی بتن و استفاده از مواد افزودنی هوازا این است که حبابهای هوا در اثر نیروهای کشش سطحی کروی شکل می شوند و مانند غلتکهای با ا صطکاک سطحی کم و خاصیت الاستیسیته قابل ملاحظه ،عمل می کنند. در حقیقت حباب های هوا نقش ریزدانه های بتن )مواد سیمانی و ریزترین مصالح سنگی (را در کارآیی یاری می کنند . همچنان که در شکل سه نشان داده شده است ، برای بتنی با روانی و کارآیی ثابت ، با افزایش مقدار هو ا می توان از مقدار آب اختلاط و مقدار ماسه کاست . این موضع برای بتن های کم سیمان مشهودتر است . در بتنهایی تواند بدون نیاز به افزایش آب، کارآیی را ثابت نگه دارد از طرفی هرچه بزرگترین اندازه سنگدانه افزایش یابد، سنگدانه های درشت حجم بیشتری از ( ثابت W/C بتن را اشغال می کنند و بنابراین برای جبران ریزدانه و حفظ کارآیی می توان از هوازایی استفاده کرد.
در مورد ماسه هایی که کمبود ذرات ریز دارند (زیر الک نمره ۵۰ ) نیز می توان با هوازا یی ای کمبود را تا حدود زیادی جبران کرد. هوازایی همچنین جداشدگی و آب انداختگی (به ویژه در بتنهای کم سیمان و با سنگدانه های بزرگ ) را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد .

مقاومت در برابر سولفات :
برای کارآیی ثابت چنانچه کاهش نسب آب به سیمان در نتیجه هوازایی در نظر گرفته شود، مقاومت بتن در برابر سولفات ها اثر هوازایی برعملکرد بتنی که در معرض خاک سولفاتی قرار داشته است (PCA – 1994) بهبود می یابد . در یک کار مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفته شده است نمونه به مدت ۵ سال در تماس با خاک سولفاتی بوده است . همچنان که در شکل ۴ دیده می شود هوازایی مقاومت در برابر سولفات بتن را، به ویژه در مقادیر سیمان پایین تر، بهبود می بخشد.
عملکرد بتن های هوازایی شده و بتن های هوازایی نشده ای که در معرض خاک سولفاتی قرار داشته اند.
مقاومت در برابر واکنش قلیایی سنگدانه :
هوازایی انبساط مخرب ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه را کاهش می دهد قلیایی

های سیمان باسیلیس سنگدانه های واکنش زا نشان می دهند و پیامد آن ، که تولید محصولات منبسط شونده است ،موجب منبسط شدن بتن می شود . انبساط بیش از اندازه سبب خراب شدن بتن می شود . هوازایی انبساط منشورهای ملات ساخته شده با سنگدانه های واکنش زارا کاهش می دهد این موضوع به درستی در طراحی تونلهای انحراف آب سد سیمره توسط مشاور در نظر گرفته شده است و امکان استفاده از سنگدانه های محلی کوچک به واکنش زایی را فراهم آورده است .ضمن اینکه امکان مطالعه و بررسی دراز مدت تاثیر هوازایی بر واکنش قلیایی سنگدانه را در حجمی وسیع پدید آورده است .

اثر مقدار هوا بر کاهش انبساط ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه
مقاومت :
در مخلوطهای پر سیمان ، مقاومت ب تن با افزایش مقدار هوا کاهش می یابد در مخلوطهای کم سیمان و خشن ، مقاومت در اثر مقدار مناسب هوازایی افزایش می یابد . این موضوع به علت کاهش نسبت آب به سیمان و بهبود کارآیی این نوع بتن ها در اثر هوازایی است . در مخلوطهای مورد استفاده ، برای حفظ کارآیی ثابت ، متناسب با افزایش مقدار هوا مقدار آب کاهش داده شده است .
مواد افزودنی کاهنده آب (روان کننده )
همانگونه که از اسم مواد بر می آید، اثر مواد افزودنی کاهنده آب ، کاستن از مقدار آب مخلوط (معمولا بین ۵ تا ۱۰ %) است بنابراین هدف از بکار بردن مواد افزودنی کاهنده آب مخلوط در بتن،کاس تن از نسبت آب به سیمان با حفظ کارآیی مورد نظر یا بهبود کارآیی در یک نسبت آب به سیمان معین خواهد بود . مواد افزودنی کاهنده آب خواص بتن تازه ساخته شده با سنگدانه های با دانه بندی نامناسب را بهبود می بخشد به عنوان مثال ، یک مخلوط خشن بتن حاوی مواد افزودنی کاهن دهآب عموم جدا شدگی کم و قابلیت جریان یافتن مطلوبی از خود بروز می دهد.
کارآیی:
همچنان که گفته شد عملکرد مهم مواد افزودنی کاهنده آب افزایش کارآیی در نسبت آب به سیمان ثابت ، یا کاهش نسبت آب به سیمان در کارآیی ثابت است . عمل پخش کننده مواد افزودنی کاهنده آب ع لاوه بر افزایش کارآیی بتن ، تاثیراتی نیز در پخش شدن حبابهای هوا در آب دار به طوری که این افزودنی ها، به ویژه موادی که بر پایه لیگنو سولفات هستند، می توانند تاثیر هوازایی داشته باشند وجود این حبابهای هوا کارآیی بهبود می بخشند و جداشدگی و آب انداختگی بتن را کاهش می دهند.

نکته قابل توجه در مورد این مواد، نرخ افت روانی (اسلامپ) بتن های حاوی این مواد است . افت روانی بتن های حاوی مواد افزودنی روان کننده )یا کاهنده آب (، به ویژه در زمانهای اولیه ، بیشتر از بتن های بدون این مواد است . در آزمایشهای به عمل آمده برای مقایسه عملکرد مواد افزودنی در آزمایشگاه سد مسجد سلیمان مشخص شد که چنانچه نسبت آب به سیمان ثابت نگه داشته شود، نرخ افت اسلامپ بتن حاوی روان کننده بیشتر از بتن بدو روان کننده است. در حالتی که روانی اولیه ثابت نگهداشته شود و از میزان آب کاسته شود نرخ افت اسلامپ شدیدتر نیز خواهد شد. این موضوع به علت کاهش نسبت آب به سیمان و تسریع هیدراسیون سیمان است . از طرفی باید توجه داشت که روان کننده ها، به ویژه آنها که پایه لیگنوسولفوناتی دارند، ممکن است موجب تاخیر در گیرش شوند.
یکی از اثرات پخش شدن ذرات سیمان ، در اثر استفاده از روان کننده ها، آن است که مساحت سطح بیشتری از ذرات سیمان هیدراته خو اهند شد و بنابراین در مراحل اولیه، هیدراسیون با روند سریعتری پیشرفت می نماید و هیدراسیون به طور کاملتری انجام می گیرد .بنابراین انتظار می رود که مقاومت بتن حاوی این مواد در مقایسه با بتن با همان نسبت آب به سیمان ولی بدون مواد افزودنی،افزایش نشان دهد . ولی د ر این رابطه لازم است که به دو عملکرد دیگر این نوع مواد یعنی هوازایی وکندگیری جزیی نیز توجه شود .هوازایی موجب کاهش مقاومت ، چه اولیه و چه نهایی می شود ولی کندگیری کاهش مقاومت اولیه و در برخی موارد افزایش نهایی بتن می شود بنابراین برای در نظر گرفتن اثر روان کننده ها بر مقاومت بتن باید تاثیر این سه عامل به طور همزمان در نظر گرفته شود . نتایج مقاومت بتن با و بدون روان کننده (پایه لیگنو سولفوناتی ) برای مواد افزودنی فوق روان کننده کاربرد عمده فوق روان کنند ه ها تولید بتن با کارآیی خیلی زیاد و یا بتن با مقاومت خیلی زیاد است.
کارآیی:فوق روان کننده ها کارآیی و روانی بتن را به میزان ق ابل توجهی افزایش می دهند . مقدار آب را با استفاده از فوق روان کنند ه هامی توان حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد کاهش داد . فوق روان کنند ه ها کندگیری قابل توجهی به وجود نمی آورند )مگر نوع کندگیر کنندهآنها(. تاثیر فوق روان کننده ها در جلوگیری ازدوباره لخته شدن ذرات سیمان ف قط تا زمانی ادامه پیدا می کند که تعداد کافی ازمولکولها فوق روان کننده در دسترس باشند تا سطوح ذرات سیمان مواجه شده با آب را بپوشانند . از آنجا که بعضی از مولکولهای فوق روان کننده در محصولات هیدراسیون سیمان محبوس م

ی شوند، از مقدار روان کننده کاسته می شود و کا رآیی مخلوط به سرعت از دست می رود.
پخش شدن و پراکندگی ذرات سیمان در اثر استفاده از فوق روان کننده ها، امکان هیدراسیون ذرات بیشتری از سیمان را فراهم می آورد و هیدراسیون در مراحل اولیه با روند سریعتری پیشرفت می نماید . از طرف دیگر، از آنجا که فوق روان کنند ه ها تاثیر قابل ملاحظه ای بر کشش سطحمت اولیه و نهایی بتن های دارای فوق روان کننده برای نسبت های آب به سیمان ثابت ، افزایش می یابد از طرف دیگر، فوق روان کنند هها برای کارآیی و روانی ثابت با کاهش نسبت آب به سیمان ، مقاومت بتن را افزایش می دهد.

مواد افزودنی کندگیر کننده
عملکرد اصلی مواد افزودنی کندگیر کننده ، تاخیر در گیرش خمیر سیمان و همچنین کند کردن روال سخت شدن آن است . این مواد با پوششی که برروی ذرات سیمان پدید می آورند مانع آبگیری سیلیکاتها و یا مانع انحلال آهک و آلومین می گردند.
کارآیی:مواد افزودنی کندگیر کننده با به تاخیر انداختن گیرش ، زمان قابل کار کردن با بتن را افزایش می دهند . این مواد تاثیر بر کارآیی و روانی اولیه ندا رند، به جزء آنهایی که خاصیت روان کنندگی داشته باشند . این مواد میزان افت اسلامپ را کاهش می دهند . کندگیر کننده ها بسته به نوعشان ممکن است آب انداختگی را افزایش دهند (مانند گلوکونات )، آنرا کاهش دهند )مانند گلوکز (، و یا ممکن است مانند لیگنوسولفوناتها تاثیری بر آب انداختگی نداشته باشند . مواد افزودنی کندگیر کننده امکان حمل بتن در فواصل طولانی و نیز بتن ریزی در سطوح گسترده را، بدون خطر ایجاد درز سرد بین لایه های بتن ، فراهم می آورند.
گرمای هیدراسیون:
از آنجا که مواد افزودنی کندگیر روند هیدراسیون سیمان را کند می ک نند، بنابراین میزان گرمای هیدراسیون آزاد شده در سنین اولیه کاهش می یابد بدیهی است که این مواد تاثیری در کاهش مقدار کل گرمای حاصل از هیدراسیون نخواهند داشت .

تاثیر یک نوع کندگیر کننده بر چگونگی آزادشدن گرمای هیدراسیون
از آنجا که مواد افزودنی کندگیر کننده ، روند هیدراسیون را کند می کنند تاثیر دوگانه ای بر مقاومت بتن دارند با کند شدن هیدراسیون ، مقاومت های اولیه کاهش می یابد . در حالیکه به علت تشکیل کریستالهای کوچکتر، منظمتر و به هم نزدیکتر، بتن متراکم تر می شود و مقاومت دراز مدت آن افزایش می یابد.
مواد افزودنی تسریع کننده همچنانکه گفته شد مواد افزودنی تسریع کننده به دو دسته مواد افزودنی زودگیر و مواد افزودنی زود سخت کننده تقسیم می شوند.
مواد افزودنی زودگی سرعت سفت شدن بتن را افزایش می دهند و در همان اوایل واکنش ، گرمای زیادی C3A، این افزود نی ها با تسریع واکنش آزاد می کنند.
کارآیی:این مواد تاثیری بر کارآیی اولیه ندارند ولی زمان گیرش اولیه و نهایی را کاهش

می دهند . استفاده از این مواد به کمتر از ۱۵ دقیقه می رسد . در مورد افزودنی بسیار زودگیر، که برای بند آوردن موقتی نشستی آب مورد استفاده قرار می گیرند، گیرش در کمتر از یک دقیقه رخ می دهد.
مقاومت:
استفاده از این مواد معمولا موجب افزایش مقاومت های اولیه و کاهش مقاومت های دراز مدت می شود . برخی از دلایل این گیرش بسیار سریع C3S، بالاتر، مختل شدن هیدراسیون C/S کاهش مقاومت عبارت از : تشکیل سیلیکات کلسیم هیدارته با نسبت که با تولید گرمای بیشتری همراه است ، و ساختاری متخلخل دارند . با افزایش مقدار مصرف این نوع افزودنی ، مقاومت های دراز مدت افت بیشتری پیدا می کنند.
کاهش مقاومت اولیه بیشتر به این دلیل است که تری اتانل آمین بر روی سطح آب جلوگیری می نماید و واکنش را به تاخیرمی اندازد.
مواد افزودنی زود سخت کننده
همچنانکه که گفته شد، مواد افزودنی زود سخت کننده موجب تسریع هیدراسیون سیلیکاتها وآلومیناتها می شوند.
کارآیی: این مواد تاثیری بر کارآیی اولیه مخلوط بتن ندارند . ولی زمان گیرش را کاهش می دهند . تاثیر این مواد بر زمان گیرش ضعیف تر از تاثیر افزودنی های زودگیر است ، ضمن آنکه در ساعات اولیه ، گرمای کمتری نیز نسبت به آنها تولید می کند .
مقاومت : مواد افزودنی زود سخت کننده مقاومت اولیه را افزایش می دهند ولی تاثیر آنها بر مقاومت نهایی ،بسته به مکانیزم واکنش شان ، متغیر است بعنوان مثال ، کلرید کلسیم مقاومت دراز مدت را کاهش می دهد در حالیکه فر مات کلسیم و نیترات مقاومت دراز مدت کربنات سدیم و پتاسیم مقاومت نهایی را افزایش می دهند.
از جمله عوامل موثر بر عملکرد مواد افزودنی شیمیایی می توان به اجزای تشکیل دهنده بتن )به ویژه ترکیبات شیمیایی سیمان (،دما، زمان اختلاط، فاصله حمل و نحوه بتن ریزی اشاره کرد .

عوامل موثر بر عملکرد ماده افزودنی هوازا

ایجاد حباب های هوا در بتن (هوازایی)، مقدار و اندازه حبابهای هوا در بتن علاوه بر آنکه به نوع ماده هوازا و مقدار مصرف آن بستگی دارد به عوامل دیگری مانند اجزاء تشکیل دهنده و شرایط ساخت، انتقال ، و ریختن بتن نیز بستگی دارد.