روش ساخت روان کننده به چه صورت است؟

بتن، پرکاربردترین مصالح ساختمانی ساخت بشر است. این ماده بعد از آب، بیشترین استفاده را روی کره زمین دارد. بتن‌های معمولی از ترکیب آب، سیمان و سنگدانه با نسبت‌های مشخص ساخته می‌شود. البته به منظور تغییر خواص بتن در برخی از موارد، افزودنی‌های مختلف نیز در ترکیب آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. تنوع کاربرد، پایداری، مقاومت و هزینه مناسب بتن، آن را به یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در دنیا تبدیل کرده است.

روان کننده چیست؟

افزودنی های کاهنده آب که با نام  روان کننده نیز شناخته می شوند. روان کننده یکی از پرکاربردترین افزودنی های مورد استفاده در بتن می باشند. روان کننده برای کاهش میزان آب مخلوط در اسلامپ ثابت ،  ساخت بتن با مقاومت بیشتر، دستیابی به مقاومت ثابت در عیار سیمان کمتر و یا افزایش اسلامپ بتن بدون نیاز به اضافه کردن آب به مخلوط بتنی استفاده می گردد.

روان کننده ماده ای است که  بدون تغییر روانی مقدار آب مخلوط بتن را کاهش و یا افزایش می دهد. روان کننده موجب بهبود خواص سخت شده بتن  و به خصوص افزایش مقاومت و دوام بتن می گردد. استفاده از این ماده در بتن ریزی حجیم و بتن ریزی در هوای گرم برای کاهش گرمای هیدراتاسیون بسیار مناسب می باشد.

روان کننده ترکیبات مختلفی از مواد اصلی را در بر می‌گیرد. اما از متداول‌ترین این مواد می توان به لینگو سولفونات ها ، کلسیم ،  سدیم و یا آمونیوم اشاره کرد.

این ماده معمولاً اثرات جانبی دیگری نظیر تسریع یا تأخیر در گیرش و ایجاد حباب هوا در بتن دارند. برای حذف  اثرات ناخواسته روان کننده  را با مواد شیمیایی ترکیب می‌کنند و سپس به کار می‌برند. روان کننده‌ها به‌طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شود.

روان کننده بتن معمولی ، روان کننده بتن کند گیر و روان کننده بتن تند گیر .کاهنده آب کندگیر کننده برای جبران اثرات منفی ناشی از هوای گرم همچون تسریع زمان گیرش و کاهش مقاومت ۲۸ روزه و نیز حفظ کارآیی بتن در طول زمان قرار دهی و تراکم استفاده می شود .

از مزایای به کارگیری این ماده در بتن جلوگیری از تشکیل درز سرد با به تأخیر انداختن زمان‌گیرش ،  تسهیل عملیات پرداخت در بتن‌ریزی در هوای گرم ، و جلوگیری از ترک خوردن بتن می‌باشد. استفاده از مقادیر زیاد این ماده موجب کندگیر شدن مخلوط های بتنی می‌شود.

با استفاده از روان کننده به‌طور معمول نمی‌توان به میزان کاهش آبی بیش از 10 درصد دست پیدا کرد. معمولاً برای برطرف کردن خاصیت دیر گیری ، روان کننده  را با ترکیبات تند گیر کننده ترکیب می‌کنند. تأثیر روان کننده در زمان گیرش به مقدار ترکیباتی که در ساخت آن‌ها به کار رفته است بستگی دارد.

معمولاً به روان کننده ای که برای ایجاد خواص گیرش عادی تنظیم شده و دارای سورفاکتانت های غیر یونی برای بیشتر کردن خاصیت کاهندگی آب هستند ،  کاهنده آب متوسط گفته می شود. این روان کننده ها قادر هستند تا میزان آب مختلط را تا ۱۲ درصد کاهش داده بدون آنکه تغییری در زمان گیرش مخلوط های بتنی ایجاد کنند.

دلیل استفاده از روان کننده بتن

با توجه به این که مواد روان کننده بتن علاوه بر تأثیر روان کنندگی، میزان آب مصرفی را نیز کاهش می‌دهند، اصولاً مهندسین و پیمانکاران به سه دلیل از آن‌ها استفاده می‌کنند:

افزایش روانی و حالت خمیری بتن: در این حالت از روان کننده‌های معمولی استفاده می‌شود و میزان آب و سیمان در حالت استاندارد در نظر گرفته می‌شود. این نوع بتن در سازه‌های معمولی بسیار پرکاربرد است و تولید آن با پیچیدگی خاصی همراه نیست.

افزایش مقاومت بتن: در این حالت اگر به گیرش کمتر و حفظ یکپارچگی بتن نیاز باشد و از مقدار نرمال سیمان استفاده شده باشد، می‌توان نسبت آب اضافه شده را کمتر کرد و حالت خمیری بتن را با استفاده از روان کننده بتن ایجاد کرد. در این صورت نسبت آب به سیمان کم می‌شود و بتن استحکام بالایی دارد.

جبران کمبود عیار سیمان: در بتن‌هایی که عیار سیمان پایین باشد و استفاده از آب باعث افت کیفیت بتن شود، می‌توان از فوق روان کننده‌ها کمک گرفت و کمبود سیمان را جبران کرد. بیشترین درصد حالت خمیری بتن با استفاده از روان کننده تأمین می‌شود.

نحوه اثر روان کننده بتن چگونه است؟

مصرف روان کننده یا فوق روان کننده بتن بستگی به پایه مواد تشکیل‌دهنده و غلظت آن دارد. معمولاً میزان مصرف افزودنی‌های بتن ازجمله فوق روان کننده بتن ، بر اساس درصدی از سیمان و مواد سیمانی در بتن تعریف می‌گردد. بسته پایه فوق روان کننده میزان مصرف می‌تواند بین 0.2 تا 2 درصد وزن سمان مصرفی هست.

همچنین این میزان مصرف متناسب با میزان غلظت مواد افزودنی مخصوص در افزودنی می‌باشد. بنابراین برای میزان مصرف بهترین روش مراجعه به دیتاشیت محصول می‌باشد.البته باید توجه داشت که میزان مصرف بهینه می‌بایست با استفاده از تست های آزمایشگاهی استخراج گردد.

چراکه باوجود ارقام درج‌شده در مشخصات فنی محصولات ،میزان مصرف می‌تواند متأثر از دمای محیط ، فاصله حمل ، میزان نسبت آب به سیمان ،میزان کاهش آب به سیمان موردنیاز ، اندازه سنگ‌دانه‌ها ، ریزی و ترکیبات شیمیایی سیمان و ... باشد.

روش ساخت روان کننده به چه صورت است؟

دسته اصلی مواد و ترکیبات روان کننده‌های بتن ‌

‌اسیدهای لیگنو سولفونیک (Lignosulphonic Acids) و نمک‌های آن‌ها

‌فرمول‌های اصلاح‌شده و مشتقات اسیدهای لیگنوسولفونیک و نمک‌های آنها

‌اسیدهای کربوکسیلیک و هیدروکسیلات (Hydroxylated) ،‌(Carboxylic Acids) و نمک‌های آنها

‌فرمول‌های اصلاح شده و مشتقات اسید کربوکسیلیک‌، هیدرواکسیلات و نمک‌های آن‌ها

‌مواد دیگر شامل‌ نمک‌های روی، فسفات‌ها، کلریدها، کربوهیدرات‌ها، پلی ساکاریدها، اسیدهای قند‌، بعضی از مواد پلیمری مانند مشتقات ملامین‌، مشتقات نفتالین و غیره.

انواع روان کننده‌ها

روان کننده‌ها بر اساس زمان‌گیرش اولیه‌ای که با افزودن آن‌ها در بتن اتفاق می‌افتد به سه دسته تقسیم می‌شوند:

روان کننده دیرگیر

روان کننده‌های دیرگیر هم‌زمان با کاهش نسبت آب به سیمان، میزان کارایی و روانی بتن را بالابرده و زمان‌گیرش اولیه آن را به تأخیر می‌اندازند. این روان کننده‌ها به دلیل ایجاد تأخیر در زمان‌گیرش بتن برای بتن‌ریزی در فصل تابستان و مناطق گرمسیری مناسب هستند. با استفاده از روان کننده‌های دیرگیر می‌توان از ایجاد ترک در سطح بتن, خزش و انقباض آن جلوگیری نمود.

پمپاژ بتنی که با روان کننده ها مخلوط می‌شود راحت بوده و نیازی به افزایش آب ندارد. این افزودنی‌ها میزان چسبندگی مصالح را در بتن‌هایی که از دانه‌بندی مناسب برخوردار نیستند افزایش می‌دهند و برای بتن‌ریزی ستون‌ها, تیرها و دیوارهای برشی مناسب می‌باشند.

روان کننده زودگیر

روان کننده‌های زودگیر مدت زمان گیرش بتن را کاهش داده و برای بتن ریزی در آب و هوای سرد مورداستفاده قرار می‌گیرند. این روان کننده‌ها با افزایش کارآیی و روانی بتن ،پرداخت پذیری آن را نیز بهبود می‌بخشند و به میزان ۵ درصد آب اختلاط بتن را کاهش می‌دهند.

این افزودنی‌های کاهنده بدون نیاز به آب بیشتر، عمل پمپاژ را آسان‌تر می‌کنند. روان کننده‌های زودگیر در بتن‌ریزی با مصالح سنگی و بتن‌ریزی توسط پمپ کاربرد دارند. علاوه بر آن این مواد را می‌توان به بتن‌هایی که از ترکیبات پوزولانی تشکیل‌شده‌اند نیز افزود.

روان کننده معمولی

روان کننده‌هایی که کارآیی آن‌ها در حد معمولی و مطلوب است به‌منظور بتن‌ریزی در آب‌وهوای معتدل مورداستفاده قرار می‌گیرند. استفاده از این افزودنی‌ها روانی و مدت‌زمان کارآیی بتن را افزایش داده و با کاهش جداشدگی درروانی بتن مقاومت فشاری آن را نیز بالا می‌برد. این مواد را می‌توان به ملات سیمانی، بتن های مسلح و معمولی افزود و در بتن ریزی درجا و بتن ریزی توسط پمپ نیز مورد استفاده قرار داد.

استفاده از روان کننده ها چه تأثیری بر روی مقاومت بتن دارند؟

بتن مصالح ساختمانی است که از سیمان، سنگدانه، آب و دیگر مواد معدنی تشکیل شده است. بتن در واقع سنگی مصنوعی است که با استفاده از این مواد ارزان‌ قیمت ساخته می‌شود و به دلیل مقاومت بالا، کاربرد فراوانی در صنعت ساخت و ساز، به خصوص در مناطق مرطوب دارد.

بتن توانمند یا High Performance Concrete (به اختصار HPC)، بتنی است که ویژگی‌ های خاصی دارد که بتن در حالت معمول، دارای آن‌ ها نیست. این ویژگی‌ ها شامل مقاومت بالا، مدول الاستیسیته ‌ی بالا، کارایی بالا و نفوذ پذیری کم می‌ باشد. یکی از موادی که از آن‌ ها برای تقویت عملکرد بتن استفاده می‌ شود، روان کننده‌ ها یا فوق روان‌ کننده ‌ها هستند.

از این افزودنی برای تقویت عملکرد بتن در یک یا چند جنبه یا بدون تغییر ماندن آن در شرایط خاص استفاده می ‌شود.

 امروزه روان‌کننده ‌ها از مواد مختلف معدنی و شیمایی تولید می‌شوند. شرکت کلینیک بتن ایران، از پیشگامان عرصه‌ی خدمات مربوط به مواد افزودنی بتن روان‌ کننده یا فوق روان‌ کننده است.

فوق روان ‌کننده (Super Plasticizers) ماده‌ای افزودنی است که پیش از یا در طول بتن‌ریزی به بتن اضافه می‌شود. هدف استفاده از این افزودنی، افزایش کارآیی و تسهیل در امر بتن‌ریزی است. در مواقعی که جابه‌جایی و انتقال به بتن به محل پروژه، به دلایل مختلف و پیش‌بینی‌نشده به تأخیر می‌افتد، از فوق روان‌ کننده‌ها برای ایجاد تأخیر درگیرش بتن استفاده می‌شود.

البته همیشه توصیه‌ی مهندسین و مشاورین ساختمانی این بوده که عملیات اختلاط بتن در محل پروژه صورت گیرد تا از به وجود آمدن چنین مشکل‌هایی جلوگیری شود.

 همچنین در مناطقی که به دلیل دمابالا، اسلامپ بتن به سرعت کاهش می‌یابد، از فوق ‌روان ‌کننده‌ ها برای تثبیت یا افزایش اسلامپ بتن استفاده می ‌کنند. روان‌کننده‌ ها بتن‌ریزی و فشرده‌ سازی بتن را تسهیل و تسریع می‌کنند. همچنین باعث کاهش خطر جدا شدگی و آب انداختگی در بتن نیز می ‌شوند. در صورتی که در پروژه ‌ای به نیاز داشته باشیم به دلایل مختلف، بتن را پمپاژ کنیم، از فوق روان ‌کننده‌ ها تسهیل این امر استفاده می‌ شود.

جدا از امر روان ‌کنندگی و بالا بردن کارآیی بتن، مواد روان ‌کننده باعث افزایش مقاومت بتن نیز می ‌شوند. روان‌ کننده‌ها و فوق روان ‌کننده‌ ها به مانند دیگر افزودنی ‌ها، شامل مدل ‌های مختلفی می‌شوند که هر کدام از مواد مختلفی ساخته شده و در شرایط خاصی باید از آن‌ها استفاده کرد. تحقیقات و آزمایش‌ ها نشان داده که روان ‌کننده‌ های لینگوسولفات که فاقد کلرید نیز هستند، بیشترین افزایش را در اسلامپ بتن موجب می ‌شوند.

 با استفاده از این مواد، بتن بدون نیاز به افزودن آب اضافی، روان ‌تر می‌شود و کارآیی ‌اش افزایش پیدا می ‌کند؛ همچنین پمپاژ آن نیز راحت ‌تر می‌ شود. همان ‌طور که پیش از این نیز اشاره کردیم، این مواد احتمال وقوع جداشدگی و آب انداختگی در بتن را نیز کاهش می ‌دهند و بعضاً به صفر می ‌رسانند. استفاده از این نوع روان ‌کننده، نسبت به بقیه، هزینه کم‌تری دارد. البته در مقایسه با روان‌ کننده ‌های دیگر، مقاومت کمتری به بتن اضافه می‌کند.