مواد تشکیل دهنده روان کننده بتن چیست؟

بتن یک مصالح ساختمانی بسیار پرقدرت و مناسب برای ساخت و ساز به حساب می آید و به همین دلیل است که امروزه ساخت سازه های بتنی از اهمیت بسیار ویژه ایی برخوردار می باشند. در تمامی شهرها ساختمان ها و سازه های بتنی اعم از ساختمان های مسکونی و تجاری، پل ها و ... به چشم می خورد، بنابراین می توان اذعان داشت که یکی از پرکاربرد ترین مصالح در زمینه ساخت و ساز بتن می باشد.

بتن از آب، سیمان، شن و ماسه و مواد افزودنی خاص ساخته می شود. یکی از این مواد افزودنی روان کننده ها هستند. در این مقاله از وب سایت نیکا کورپ به بررسی روان کننده بتن و مواد تشکیل دهنده آن می پردازیم، بنابراین برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

مواد افزودنی بتن چیست؟

باید بین شود که افزودنی های بتن موادی به غیر از سیمان، آب، سنگدانه ( مواد اصلی تشکیل دهنده بتن ) می باشند. مواد افزودنی بتن اندکی قبل از اختلاط یا در هنگام اختلاط به مخلوط بتن اضافه می شوند، این افزودنی ها به منظور اصلاح بعضی از خواص بتن از قبیل موارد زیر، به بتن مورد نظر اضافه می شود:

• کارپذیری
• افزایش مقاومت بتن
• آب بندی بتن
• افزایش دوام بتن

نکته بسیار مهم و قابل برای استفاده از افزودنی ها باید به اثرات دراز مدت آن ها بر روی بتن توجه کرد و در این حالت افزودنی مناسب برای بتن را تهیه کرد.

گاهی اوقات به جای استفاده از یک سیمان خاص، این امکان وجود دارد که برخی از خواص سیمان های متداول را با ترکیب یک ماده تحت عنوان افزودنی بتن مناسب، تغییر داد. در برخی از موارد چنین ترکیبی تنها راه رسیدن به تأثیر مطلوب و مناسب می باشد. مقدار مواد افزودنی بتن کم هستند بنابراین در تعیین نسبت های اختلاط به حساب نمی آیند.

انواع مواد افزودنی بتن کدام است؟

می توان اذعان داشت که مواد افزودنی بتن به چند دسته متفاوت تقسیم بندی می شوند که در زیر به آن ها اشاره کرده ایم:

• مواد افزدونی حباب هواساز
• مواد افزودنی کاهنده ی آب
• مواد افزودنی کندگیر کننده
• تسریع کننده های پوزولان ها
• مواد افزودنی روان کننده
• مواد رنگی

روان کننده بتن چیست؟

باید بیان شود که روان کننده بتن یک افزودنی شیمیایی بتن می باشد که به عنوان کاهنده یا کاهش دهنده آب و همچنین بالا بردن عدد اسلامپ بتن به کار گرفته می شود، روان کننده بتن یکی از مهمترین مواد افزودنی بتن به حساب می آید. قابل ذکر است که با بالا رفتن عدد اسلامپ بدون آن که بتن خواص خود را از دست بدهد، بتن روان تر شده و باعث می شود که به راحتی خلل و فرج محل ریخته شده را پر نماید.

لازم به ذکر است ؛که مواد افزودنی روان کننده که نام دیگر آن ها کاهنده آب می باشد، اگر به بتن مورد نظر اضافه شوند بدون این که نیازی به اضافه کردن آب به بتن باشد، می توانند روانی و کارآیی یا همان اسلامپ بتن را افزایش بدهند و در مواقعی که بتن از یک مقدار معین، بیشتر سفت شده باشد و دیگر نتوانید بتن سفت شده را پمپ کنید، بهترین کار اضافه کردبتن مورد نظر اضافه کنیم و بتن را پمپ نماییم، بعد از اینکه بتن سفت و سخت شود.

آب اضافی که به بتن اضافه کردیم تبخیر می شود و جای خالی آن ترک هایی به وجود می آید که در بسیاری از مواقع از لحاظ مهندسی این ترک ها می تواند مشکل ساز باشد. بنابراین شایان به ذکر می باشد که بهترین کار در این شرایط اضافه کردن مقدار مجاز روان کننده به بتن است! به دلیل آن که روان کننده بتن باعث خواهد شد که دانه های تشکیل دهنده بتن روی هم به اصطلاح سر یا لیز بخورد و بتن به روان مورد نظر برسد.

مزایای روان کننده بتن:

از مزایای بسیار مهم روان کننده بتن می توان به موارد زیر اشاره داشت:

• افزایش عدد اسلامپ و روانی بتن
• کاهش دهنده آب
• کاهش دهنده عیار سیمان
• افزایش مقاومت فشاری بتن
• قابلیت استفاده در بتن های با سنگدانه های نامناسب
• قابلیت استفاده در قالب های نازک و پر میلگرد
• قابلیت پمپاژ بتن  

کاربردهای بسیار مهم روان کننده:

همان گونه که اشاره کرده ایم، روان کننده ها یکی از مهم ترین مواد افزودنی بتن به حساب می آیند که می توانند در بهبود خواص بتن کارآیی داشته باشند. این مواد افزودنی که از آن ها به عنوان کاهنده آب یاد می شود، کاربردهای بسیار مهمی در ساخت بتن دارد. در زیر به کاربردهای خاص روان کننده بتن اشاره کرده ایم:

• مدت زمان کارآیی و روانی بتن را افزایش می دهد
• از به وجود آمدن ترک های سطحی در بتن جلوگیری به عمل می آورد
• روانی و کارآیی بتن (اسلامپ) با وجود حفظ میزان نسب آب به سیمان افزایش خواهد داد
• به دست آمدن سطح صاف و یکنواخت خصوصاً برای بتن های اکسپوز یا بتن های نما
• باید بدانید که استفاده از روان کننده بتن باعث کاهش نسبت آب به سیمان می شود بنابراین علاوه بر روان کردن بتن باعث افزایش مقاومت بتن نیز می شوند.
• روان کننده های بتن، به دلیل خواص روان کنندگی که دارند ممکن است مصرف آب را تا حدود ۱۵% و فوق روان کننده ها حدود ۱۵ تا ۳۵% کاهش دهند.
• استفاده از روان کننده بتن سبب می شود که بتن راحت تر با پمپ ریخته شود
•  اگر تراکم آرماتورهای به کار رفته زیاد باشد باعث می شود که بتن راحت تر از داخل میلگردها عبور کند و در مکان خود جای بگیرد و حتی آسان تر سطح آن پرداخت می شود.
• استفاده از این مواد افزودنی سبب می شود که سطح ظاهری بیشتری از ذرات سیمان در معرض واکنش هیدراتاسیون قرار بگیرد و در نتیجه مقاومت کوتاه مدت بتن در مقایسه با بتنی که با همان نسبت آب به سیمان ولی بدون مواد روان کننده ساخته شده بالا می رود و در ادامه هم به احتمال خیلی زیاد مقاومت بلند مدت بتن هم با توجه به توزیع مناسب و یکنواخت ذرات سیمان در بتن بالا خواهد رفت.

مکانیزم اثر روان کننده بتن:

لازم به ذکر می باشد؛ که در روان کننده های غیر پلی کربکسیلاتی، این ماده شیمیایی باعث ایجاد بار الکتریکی همنام بین ذرات سیمان می گردد و در نتیجه باعث کاهش پیوند بین ذرات خواهد شد. همچنین روان کننده بتن باعث افزایش فاصله ذرات سیمان نیز می شود و در نهایت روانی بیشتر را به همراه خواهد داشت.

می توان اشاره داشت که ترکیبات اصلی و فعال روان کننده های بتن، موادی با سطح فعال (Surface Active) می باشند که در فصل مشترک دو فاز غیر قابل اختلاط جمع شده و نیروهای فیزیکی– شیمیایی را در این سطح تماس داخلی تغییر خواهند داد. این مواد روی دانه های سیمان جذب می شوند و به آن ها بار منفی می دهند که سبب دفع شدن (دور شدن) این ذرات از هم و تثبیت حالت پخش شدگی آن ها می گردد، حباب های هوا نیز دفع شده و نمی توانند به ذرات سیمان بچسبند.

علاوه بر این موضوع، بار منفی سبب به وجود آمدن پوسته ای منظم از مولکول های آب دور هر ذره می شود و در نتیجه موجب جدا شدگی ذرات از یک دیگر خواهد شد. به دلیل آن که آزادی بیشتری برای حرکت ذرات وجود دارد و آبی که در اثر سیستم فولکوله شدن تحت قید است آزاد می شود و برای روان سازی مخلوط در دسترس قرار خواهد گرفت و در نتیجه کار پذیری بتن افزایش پیدا می کند.

فوق روان کننده بتن:

شایان به ذکر می باشد؛ که یکی از افزودنی های بسیار قدرتمند بتن، فوق روان کننده ها هستند که بر پایه نفتالین سولفات بوده و ساخت بتن خود متراکم از ان ها بهره می بریم. در این روش گیرش و ساخت بتن با کاهش نسبت سیمان و آب و افزایش سایر مقاومت های اولیه فرموله خواهد شد.

طبق استاندارد های جهانی افزودن فوق روان کننده  بتن یا کاهش شدید آب اطلاق می شود یا این عمل بدون تغییر در اسلامپ و روانی، مقدار مخلوط آب را اندازه چشمگیری کاهش می دهد یا میزان اسلامپ یا جریان روانی را افزایش می دهند که این موضوع می تواند در جلوگیری از ترک های بتن بسیار کمک دهنده باشد.

از خواص دیگر فوق روان کننده ی بتن در ایجاد خاصیت دیر گیری یا گیرش بتن و تغییر حالت بتن از حالت خمیری به سخت می توان اشاره داشت.  

انواع فوق روان کننده بتن کدام است؟

باید بیان شود؛ که روان کننده های بتن انواع و اقسام مختلفی دارند که شما می توانید بر اساس اسلامپ مورد نظر و خواص بتن خود از آن ها استفاده نمایید. از جمله روان کننده های بتن می توان به موارد زیر اشاره داشت:

• فوق روان کننده کربوکسیلاتی
• فوق روان کننده نفتالینی  
• فوق روان کننده لیگنو سولفات

در زیر به بررسی هر کدام از موارد ذکر شده در بالا می پردازیم.

فوق روان کننده کربوکسیلاتی:

باید بیان شود که فوق روان کننده کربوکسیلات با فوق روان کننده های متداول دیگر در عمل تفاوت های بسیاری دارد. از جمله خصوصیات بسیار مهم فوق روان کننده کربوکسیلاتی، می توان به موارد مهم زیر اشاره کرد:

• پایه فوق روان کننده کربوکسیلیک، اتر است
• این فوق روان کننده دارای زنجیره های جانبی مولکولی می باشد
• میزان مصرف فوق روان کننده کربوکسیلاتی 2/1-5/. درصد وزن سیمان مصرفی است
• این فوق روان کننده عدد اسلامپ را تا 12 افزایش خواهد داد.

 فوق روان کننده نفتالینی:

می توان اذعان داشت که فوق روان کننده بر پایه نفتالین به عنوان یک ماده کاهنده آب و دیرگیر شدن بتن به حساب می آید. از جمله خصوصیات فوق روان کننده نفتالینی، می توان به موارد مهم زیر اشاره داشت:

• این فوق روان کننده به منظور استفاده در مناطق معتدل و گرم مناسب است
• میزان مصرف آن 1-8/. درصد وزن سیمان مصرفی می باشد
• عدد اسلامپ را تا 18 افزایش می دهند.  

 فوق روان کننده لیگنو سولفات بتن:

فوق روان کننده لیگنو سولفات یک افزودنی مایع است که بر روی ذرات سیمان تأثیر می گذارد. لازم به ذکر می باشد؛ که این فوق روان کننده به صورت عامل روان کنندگی قوی بر روی ذرات سیمان خواهد بود. از جمله خصوصیات این فوق روان کننده می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• این فوق روان کننده تأثیر کندگیری کنترل شده ای دارد
• میزان مصرف آن 8/.-3/. درصد وزن سیمان مصرفی می باشد
• عدد اسلامپ را تا 21 افزایش می دهند.

مواد تشکیل دهنده روان کننده بتن:

از آن جا که روان کننده های بسیار متفاوتی وجود دارد، بنابراین می توان اشاره داشت که مواد تشکیل دهنده آن ها نیز با یک دیگر تفاوتهایی دارد. دسته اصلی مواد و ترکیبات روان کننده های بتن را به صورت زیر اشاره می کنیم:

• اسیدهای لیگنو سولفونیک ( Lignosulphonic Acids ) و نمک های خاص آن ها
• فرمول های اصلاح شده و مشتقات اسیدهای لیگنو سولفونیک و نمک های آن ها
•  اسیدهای کربوکسیلیک و هیدروکسیلات (Hydroxylated)،(Carboxylic Acids) و نمک های مربوط به آن ها
• فرمول های اصلاح شده و مشتقات اسید کربوکسیلیک، هیدروکسیلات و نمک های آن ها

از دیگر مواد تشکیل دهنده روان کننده ها می توان به موارد زیر اشاره داشت:

• نمک های روی
• فسفات ها
• کلریدها  
• کربوهیدرات ها
• پلی ساکاریدها
• اسیدهای قند
• بعضی از مواد پلیمری مانند مشتقات ملامین
• مشتقات نفتالین و ...

نکته بسیار مهم و قابل توجه این است که مواد اصلی که در تهیه روان کننده های بتن مصرف می گردند، اغلب دارای دیگر خواص غیر مطلوب هستند مانند کندگیری، هوازایی، و... بنابراین به طور معمول با سایر ترکیبات جهت کاهش و حذف اثرات منفی و بهبود اثرات مثبت مخلوط خواهد شد.  

تفاوت بین فوق روان کننده و ابر روان کننده و روان کننده:

مهمترین تفاوت این سه نوع روان کننده، در قدرت روان کنندگی آن ها می باشد و در نوع روان کننده یا فوق روان کننده و ابر روان کننده ها از نظر خنثی بودن یا دیرگیر بودن نیز مطرح می شوند. در استانداردها نسبت آب به سیمان مخلوط بتن، ثابت می باشد و روان کنندگی آن ها نیز بررسی خواهد شد.

ابر روان کننده ها آخرین و جدیدترین نسل روان کننده هستند که بر پایه پلی کربکسیلات بوده و برای تولید بتن های ویژه از جمله بتن خود تراکم کاربرد فراوانی دارند. این نوع روان کننده ها از قیمت بالایی برخودار بوده و معمولاً برای بتن با نسبت آب به سیمان کمتر از 0/4 کاربرد دارند.

عوارض مصرف بیش از اندازه روان کننده ها:

در صورتی که از این مواد افزودنی به اندازه کافی و استاندارد در بتن استفاده شود مقاومت و دوام بتن را نیز افزایش می دهد به علاوه می تواند در بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بتن، نقش بسیار مهمی را ایفا کند. اما اگر از روان کننده ها به مقدار زیاد و بیشتر از حد استاندارد یا مجاز استفاده نماییم، عوارضی مانند موارد زیر به وجود می آید:

• تأخیر در گیرش
• آب انداختن بتن
• خشک شدگی بتن
• جدا شدن دانه ها از هم

باید اشاره شود که برخی از مواد افزودنی روان کننده بتن یا همان کاهنده آب نسل اول نامیده می شوند که در صورتی که بیش از اندازه و مقدار مجاز از این مواد در بتن استفاده  نماییم، باعث می شود که بتن را تا ۲۴ ساعت یا حتی بیشتر دیرگیر کند اما تأثیری در حفظ روانی بتن در آن مدت دیرگیری ندارد.

اگر به خوبی از این بتن مراقبت کنیم و آن را مرطوب نگه داریم شاید از مقاومت آن کاهش پیدا نکند، اما این گیرش یک گیرش تاخیری به حساب می آید و به احتمال زیاد در این بتن ترک های زیادی در آینده به وجود می آید که این موضوع می تواند مشکلات متعددی را به وجود آورد، به خصوص که اگر بتن، برای بتن سازه ایی ساخته شده باشد ( بتن سازه ایی باید عاری از هر گونه ترک باشد ).

شما می توانید برای کسب طالاعات بیشتر درباره مواد افزودنی بتن و روان کننده ها به وب سایت نیکا کورپ مراجعه کرده و با کارشناسان و مشاوران این مجموعه مشورت نمایید.