مکانیسم اثر مولکولهای مواد عوامل فعال سطحی در افزایش کارایی بتن
مولکولهای این مواد دارای ساختار پیچیده خطی هستند که یک سر آنها آبگریز و سر دیگر آنها آبدوست هستند. این مولکولها وقتی در محیط آبدار قرار بگیرند به سمت سطح آب رانده شده و به گونهای توزیع میشوند که انتهای آبگریز آنها دورترین فاصله را با ذرات آب داشته باشد. حال اگر انتهای آبگریز این مولکولها به ذرات هوا برخورد کنند آنها را احاطه کرده و به صورت ذرات کروی شکل در میآورند که اگر به ذرات سیمان بخورند، در امتداد عمود بر سطح دانههای سیمان، کشش سطحی دانههای مزبور را تقلیل داده و جدا شدن آنها را از هم تسریع میکنند، در نتیجه حرکت دانهها نسبت به هم تسهیل شده و کارپذیری بتن افزایش مییابد.
مکانیسم اثر روان کنندهها در بتن نیز به این صورت است که ترکیبات اصلی و فعال روان کنندهها، مواد فعال کننده سطحی هستند که در فصل مشترک دو فاز غیرقابل اختلاط جمع شده و نیروهای فیزیکی-شیمیایی را در این سطح تماس داخلی تغییر میدهند.
این فعال کنندهی سطحی روی دانههای سیمان جذب شده و به آنها بار منفی میدهد که سبب دور شدن این ذرات از هم و تثبیت حالت پخش شدگی آنها میشود، حبابهای هوا نیز دفع شده و نمیتوانند به ذرات سیمان بچسبند. این پخش شدگی یکنواخت ذرات سیمان باعث میشود سطح بیشتری از سیمان برای واکنشهای هیدراسیون در تماس با آب بوده و باعث افزایش مقاومت اولیه میشود. همچنین پراکندگی یکنواخت ذرات سیمان در مخلوط باعث میشود مقاومت بتن سخت شده به شدت افزایش یابد.
بعلاوه بار منفی سبب بوجود آمدن پوستهای منظم از مولکولهای آب اطراف هر ذره شده و درنتیجه موجب جداشدگی ذرات از هم میشود.چون آزادی بیشتری برای حرکت ذرات وجود دارد و آبی که در اثر سیستم فولکوله شدن تحت قید است، آزاد میشود و برای روانسازی مخلوط در دسترس قرار گرفته و در نتیجه کارایی افزایش مییابد.
تندگیرکننده ها
افزودنی تندگیرکننده باعث سرعت گرفتن کسب مقاومت اولیه در بتن میشود. از تندگیرکنندهها در بتن ریزیهای دمای پایین، در کارخانههای تولید قطعات پیش ساخته به جهت باز کردن سریع تر قالبها و یا در هر بتن ریزی که سرعت گیرش مهم است استفاده میشود. بیشترین کاربرد تندگیر کنندهها در بتن ریزیهای دمای پایین، تا 2 درجه سانتی گراد است و نباید این افزودنی را به عنوان ضدیخ به کار برد.
یکی از شناخته شده ترین و رایجترین افزودنیهای تسریع کننده کلرید کلسیم است. کلسیم کلرید مانند یک کاتالیست هیدراسیون کلسیم سیلیکات را سرعت بخشیده و به عنوان یک تندگیرکننده موثر مورد استفاده قرار میگیرد.با این وجود استفاده از کلرید کلسیم به علت خاصیت خورندگی فولاد، فقط در بتن بدون آرماتور مجاز است. مقدار آن نباید بیشتر از حد لازم برای حصول نتیجه موردنظر باشد و بنابر توصیه آیین نامه بتن ایران مقدار آن نباید از 2 درصد تجاوز کند. بنابر استاندارد ASTM C-494، با استفاده از افزودنی تندگیرکننده، گیرش اولیه، که توسط آزمون نفوذ طبق ASTM C-403 اندازه گیری میشود، نسبت به مخلوط کنترلی نباید از 1 ساعت کمتر و از 3.5 ساعت بیشتر باشد.
کندگیر کننده ها
از این افزودنی به جهت ایجاد تاخیر در گیرش بتن استفاده میشود. در بتن ریزیهای در هوای گرم، که به علت دمای بالا زمان گیرش بتن کاهش مییابد، در بتن ریزیهای چند مرحلهای، بعنوان مثال برای بتن ریزیهای حجیم، برای جلوگیری از درز های سرد، از افزودنی کندگیر کننده در بتن استفاده میشود. شکر، مشتقات کربوهیدراتها، محلول نمک روی، محلول بورات و متانول میتوانند به عنوان کندگیر کننده استفاده شوند. در استفاده از این افزودنی مراقبت و دقت بالایی نیاز است چرا که در مقادیر زیاد میتوانند موجب توقف کامل گیرش بتن شوند. براساس استاندارد ASTM C-494 میزان تاخیر ایجاد شده توسط این افزودنی در گیرش بتن حداقل 1 ساعت و حداکثر 3.5 ساعت میباشد.
علاوه بر این افزودنیهای تک منظوره، افزودنیهای شیمیایی دیگیری نیز وجود دارند که برای اصلاح چند ویژگی مخلوط بتنی مورد استفاده قرار میگیرند، که به آنها چند منظوره گفته میشود. افزودنیهایی نظیر کاهنده آب و کندگیر کننده، کاهنده آب و تندگیر کننده و فوق روان کننده و کندگیر کننده و غیره.