روان کننده بتن
روان کننده بتن برای افزایش بهبود قابلیت ها و کارایی بتن به آن افزوده می گردد. این نوع روان کننده ها که افزودنی های کاهنده آب نیز نامیده می شوند از مواد آلی و یا ترکیب کردن آن ها با مواد معدنی بدست می آیند. افزودن روان کننده به بتن یکی از بهترین و کاربردی ترین روش ها برای بالا بردن کارایی و روانی بتن حساب می شود.
به نحوی که بدون احتیاج به افزایش نسبت آب به سیمان می توان در مصرف سیمان صرفه جویی کرد و عمل تراکم و اختلاط بتن را به آسانی اجرا کرد. روانی بتن به شکل پذیری آن اشاره می کند و اندازه گیری آن با استفاده از آزمایش اسلامپ صورت می گیرد.
افزودنی های کاهنده ی آب و یا روان کننده ها باعث پراکنده شدن سیمان در مخلوط بتن میگردند و با ایجاد سطوح بیشتری برای تماس با آب عمل هیدراتاسیون سیمان را بهبود می دهند. مقاومت بتن ای که با روان کننده ها مخلوط می شوند نسبت به بتنی که با نسبت متشابه آب به سیمان و بدون داشتن روان کننده ها ساخته می شود بالاتر می باشد.
عملکرد روان کننده بتن :
در صورت ترکیب کردن سیمان پرتلندهمراه با آب، کم بودن نیروی دافعه در بین ذرات سیمان باعث چسبیدن این ذرات به یکدیگر و ایجاد کلوخه می شوند. افزودن روان کننده به بتن این کلوخه های ایجاد شده را از هم جدا می کند و ذرات سیمان را پراکنده می کنند، پخش شدن ذرات سیمان و کاهش یافتن نیروی جاذبه در بین آنها حرکت ذرات را آسان تر می نماید. در این صورت بتن حاصل شده از خاصیت روانی بالای تری برخوردار است و کارایی آن نسبت به بتن بدون روان کننده بیشتر می شود.
مزایا و معایب روان کننده بتن :
با افزایش بیش از اندازه توصیه شده روان کننده‌ها به مخلوط بتن معمولاً آب انداختن زیادتر، جداشدگی و کندگیری بیشتری را مشاهده خواهید کرد. آب انداختن زیاد باعث واپاشیدگی بتن میگردد. مقادیر زیادتر استفاده از این افزودنی معمولا باعث کندگیری بتن می شود.
تعیین مقدار مطلوب استفاده از این نوع افزودنی باید بر اساس مقادیر پیشنهاد داده شده توسط تولید کننده و با ساخت طرح اختلاط های آزمایشی با به کاربردن مصالح مورد استفاده در پروژه مورد نظر صورت میگیرد . استفاده از بعضی از این افزودنی ها باعث ایجاد حباب هوا در بتن می شود و این مسئله باید همواره در استفاده کردن از این افزودنی شیمیایی مورد توجه قرار گرفته شود. ترکیبات سازنده این افزودنی بتن عمدتا ترکیبات آلی می باشد که می توانند باعث ایجاد تاخیر در زمان گیرش بتن گردند. برای جبران همچنین مشکلی در بعضی از این افزودنی ها از مقادیر کمی ترکیبات تسریع کننده استفاده می گردد.
ترکیبات شیمیایی روان کننده بتن :
فورمول بندی های متفاوتی در مورد روان کننده بتنو یا کندگیر کننده ها وجود دارد.همانطور که گفتیم اصلی ترین جزء تشکیل دهنده ی این فورمول بندی ها ترکیبات آلی محلول در آب هستند.
اولین مراجع منتشر شده درمورد استفاده از افزودنی های کاهنده آب در دهه سی میلادی به پلیمر های خاصی از اسید سولفونیک های نفتالین تغلیظ شده اشاره می کند که در مقادیر جزئی 1/0 درصد از وزن سیمان استفاده شده است. این پلیمر ها قبل از دهه هفتاد میلادی در مقیاس وسیع به عنوان روان کننده و یا افزودنی کاهنده آب مورد استفاده قرار نگرفتند تا وقتیکه در دهه هفتاد استفاده از این ترکیبات به عنوان افزودنی های روان کننده بتن ( با تغییراتی در درجه پلیمریزاسیون و مقدار مصرف ) در مقیاس وسیع آغاز گردید.
ترکیبات اصلی و مورد استفاده در تولید روان کننده بتن را می توان به دسته های زیر تقسیم بندی کرد :نمک های کلسیم , سدیم و آمونیوم اسید لیگنوسولفونیک اسید های هیدروکسی کربوکسیلیک که عموما به شکل نمک های تری اتانول آمین , آمونیوم و سدیم هستند, کربوهیدرات ها نظیر شکر , اسید های شکر و پلی ساکارید ها نمک های ملامین تغلیظ شده ی سولفوناته شده و نمک های نفتالین تغلیظ شده ی سولفوناته شده و سایر ترکیبات مشابه.
اصولا تمام افزودنی های کاهنده آب به صورت یک محلول آبی رنگ با وزن مخصوصی در حدود 1/1 تا 3/1 میلی گرم بر لیتر توسط تولید کننده ارائه می شود.
فوق روان کننده بتن چیست؟
فوق روان کننده بتن ، افزودنی قدرتمند بتن بر پایه نفتالین سولفونات است که برای ساخت بتن کارا و خود متراکم مورد استفاده قرار گرفته می شود و در شرایطی نرمال از نظر گیرش و ساخت بتنی با کاهش اساسی نسبت آب به سیمان و افزایش تمامی مقاومت ها خصوصاً مقاومت های اولیه نسبتاً بالا فرموله شده می باشد .
براساس استانداردهای جهانی و ملی افزودنی های بتن روان کننده بتن و یا کاهنده ی شدید آب به ماده ای اطلاق می شود که بدون تغییر در اسلامپ و روانی ، مقدار آب مخلوط بتن را به میزان چشمگیری کاهش می دهند و یا اینکه بدون تغییر مقدار آب ، اسلامپ و یا جریان روانی را به اندازه چشمگیری افزایش دهند و یا اینکه هر دو خواص را به صورت همزمان ایجاد کنند .
خواص مذکور به عنوان اثرات اصلی افزودنی بتن فوق روان کننده بتن تعریف شده است و از خاصیت های فرعی فوق روان کننده بتن به لحاظ ایجاد خصوصیت دیرگیری در گیرش بتن و آغاز تغییرات حالت بتن از حالت خمیری به سخت نام برد .
از ویژگی ها و خواص فوق روان کننده بتن به افزایش اسلامپ بتن ، افزایش کارایی بتن و کاهش نسبت آب به سیمان تا 25٪ افزایش مقاومت فشاری و نفوذناپذیری بتن ، افزایش انسجام و سهولت عیار ، تسریع زمان باز کردن قالب ها ،افزایش مقاومت فشاری بتن در سنین پایین ، امکان بارگذاری و بهره مندی سریع سازه ، سازگاری با انواع سیمان پرتلند و جلوگیری از خزش و انقباض بتن نام برد .
بهبود خاصیت های بتن که در ساختار آن از افزودنی بتن فوق روان کننده بتن استفاده شده است عمدتاً با کاهش میزان آب مصرفی تا حد رسیدن به اسلامپ برابر با بتن شاهد محقق می گرددد . آب برای بتن تازه برای تامین پایداری مخلوط بتن و انجام هیدراسیون بتن امری لازم و ضروری می باشد ولی مصرف آب زیاد به علت کاهش پارامترهای مقاومتی بتن سخت شده متناسب نمی باشد .
نحوه ی مصرف روان کننده بتن :
برای اینکه از بهترین روان کننده بتن بتوان بهترین نحوه ی مصرف فوق روان کننده ها را اجرا کرد، فاکتورهای متفاوتی از جمله نوع فوق روان کننده، شرایط کارگاه و میزان نیروی وارد بر سازه و... که توسط آزمون های متفاوتی به دست می آید، باید در نظر گرفته شود؛ اما به صورت متوسط میزان استفاده از روان کننده بتن بین 0.5 تا 1.5 درصد وزن سیمانی است که مورد استفاده قرار می گیرد.
این نوع افزودنی ها را می توان در ساخت مخلوط آب و بتن اضافه نمود و یا پس از ساخت بتن در مخلوط کن روان کننده بتن را به آن افزود. بهتر است که مواد را به طور مستقیم به سیمان خشک اضافه کرد. این مواد باید در شرایط دور از انجماد و نور مستقیم و رطوبت نگهداری گردد و تا 9 ماه در صورت بسته بودن محفظه ی آن قابل نگهداری می باشد.
انواع روان کننده بتن :
انواع روان کننده ها بر اساس مقدار زمان گیرش اولیه ای که با افزودن آن ها در بتن اتفاق می افتد به سه دسته کلی تقسیم می شوند:
روان کننده دیرگیر :
روان کننده های دیرگیر هم زمان با کاهش نسبت آب به سیمان، مقدار کارایی و روانی بتن را بالا میبرد و زمان گیرش اولیه آن را به تاخیر می اندازند. این نوع از روان کننده ها به علت ایجاد تاخیر در زمان گیرش بتن برای بتن ریزی در فصل تابستان و مناطق گرمسیری متناسب هستند.
با استفاده از روان کننده ی دیرگیر می توان از ایجاد ترک بر روی سطح بتن, خزش و انقباض آن جلوگیری کرد. پمپاژ بتنی که با روان کننده مخلوط می شود راحت بوده و نیازی به افزایش آب نیز ندارد. این نوع افزودنی ها مقدار چسبندگی مصالح را در بتن هایی که از دانه بندی خوبی برخوردار نیستند افزایش می دهند و برای بتن ریزی ستون ها, تیرها و دیوارهای برشی متناسب می باشند.
روان کننده زودگیر :
روان کننده زودگیر مدت زمان گیرش بتن را کم می کند و برای بتن ریزی در آب و هوای سرد مورد استفاده قرار گرفته میشوند. این روان کننده با افزایش کارایی و روانی بتن, پرداخت پذیری آن را نیز بهبود می دهد و به مقدار 5 درصد آب اختلاط بتن را کاهش می دهند.
این افزودنی های کاهنده بدون احتیاج به آب بیشتر, عمل پمپاژ را ساده تر می کنند. روان کننده های زودگیر در بتن ریزی با مصالح سنگی و بتن ریزی توسط پمپ کاربرد دارند.علاوه بر آن این مواد را می توان به بتن هایی که از ترکیبات پوزولانی تشکیل شده اند نیز ضافه کرد.
روان کننده معمولی :
روان کننده هایی که کارایی آنها در حد معمول و مطلوب می باشد به منظور بتن ریزی در آب و هوای معتدل مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از این نوع افزودنی ها روانی و مدت زمان کارایی بتن را بیشتر می کند و با کاهش جداشدگی در روانی بتن مقاومت فشاری آن را نیز بالا می برد.
این مواد را می توان به ملات سیمانی، بتن های مسلح و معمولی اضافه کرد و در بتن ریزی درجا و بتن ریزی توسط پمپ نیز مورد استفاده قرارداد.
مکانیسم عمل روان کننده بتن :
روان کننده بتن به گونه ای عمل می کند که با ترکیبات خاص خود در کنار هم این واکنش را بهتر انجام می دهد. برای مثال در روان کننده بتن کربوکسیلاتی واکنش های زیر به وجود می آید. مجموعه کلسیم به همراه کلسیم سیلیکات موجود در این ترکیب از تشکیل ژل هیدرات ممانعت می کند. همینطور رشد هیدرکسید کلسیم های و هیدراتهای محصول را مهار می کند. جذب سطحی مواد افزودنی بر روی مواد بدون آب و یا کم آب و تغییرات سطحی مواد سیمانی. تشکیل یک لایه ی نیمه سنگین بر روی دانه های سیمان با این مکانیسم ها روان کننده بتن کربوکسیلاتی باعث می شود تا بتن حالتی روان به خود بگیرد.
خواص و اثر روان کننده بتن :
- کاهش نسبت آب به سیمـان حدود ۱۲ درصد
- افزایش اسلامپ و زمان کارپذیری بتن
- سهولت پمپاژ
- افزایش مقاومت فشاری بتن
- جلوگیری از به وجود آمدن ترکهای سطحی
- افزایش انسجام بتن
- جلوگیری از آب انداختگی بتن
موارد کاربرد روان کننده بتن :
- ساخت بتن در مناطق گرمسیری
- اجرای بتن فونداسیون تیرها, ستون ها ودیوارهای برشی و…
