ابر روان‌کننده بتن چیست؟ بررسی کاربرد ابر روان‌کننده بتن
ابر روان‌کننده و روان‌کننده ها که به عنوان کاهنده آب با برد بالا نیز شناخته می شود، یکی از انواع مواد افزودنی بتن است که در ساخت بتن با مقاومت بالا استفاده می شوند. روان‌کننده ها ترکیبات شیمیایی هستند که امکان تولید بتن با تقریباً 15 درصد آب کمتر را فراهم می کنند. ابر روان‌کننده بتن امکان کاهش محتوای آب را تا 30 درصد یا بیشتر فراهم می کنند. این افزودنی ها در سطح چند درصد وزنی به کار می روند. روان‌کننده ها و ابر روان‌کننده ها عمل آوری بتن را به تاخیر می اندازند. این ماده ساختمانی را می توان در سراسر صنعت ساخت و ساز در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار داد زیرا فوق روان‌کننده سیالیت بهتری را ارائه می دهد و در عین حال مقرون به صرفه و کارآمد است.
به طور کلی، فوق روان‌کننده را می توان به انواع مختلفی طبقه‌بندی کرد: لیگنوسولفونات های خالص، پلیمرهای مصنوعی کربوکسیلات، پلیمرهای مصنوعی سولفونه و پلیمرهای مصنوعی با مواد سیمانی با عملکرد مخلوط.
روان‌کننده ها در جایی استفاده می شوند که تعلیق ذرات به خوبی پراکنده شده برای بهبود ویژگی های جریان (رئولوژی) تعلیق ها مانند کاربردهای بتن مورد نیاز است. افزودن آنها به بتن یا ملات امکان کاهش نسبت آب به سیمان را بدون تأثیر منفی بر کارایی مخلوط فراهم می کند و امکان تولید بتن خود قوام و بتن با کارایی بالا را فراهم می کند. آنها عملکرد خمیر تازه سخت شونده را تا حد زیادی بهبود می بخشند. هنگامی که نسبت آب به سیمان کاهش می یابد، مقاومت بتن افزایش می یابد.
روان‌کننده سنتی لیگنوسولفونات ها به عنوان نمک سدیم هستند. فوق روان‌کننده ها پلیمرهای مصنوعی هستند. ترکیبات مورد استفاده به عنوان فوق روان‌کننده عبارتند از میعانات نفتالین فرمالدئید سولفونه، میعانات ملامین فرمالدئید سولفونه، میعانات استون فرمالدئید و اترهای پلی کربوکسیلات. ملامینه یا نفتالین سولفونات های متقاطع که به ترتیب PMS (پلی ملامین سولفونات) و PNS (پلی نفتالین سولفونات) نامیده می شوند، توضیح دهنده هستند. آنها با اتصال عرضی مونومرهای سولفونه شده با استفاده از فرمالدئید یا با سولفون کردن پلیمرهای شبکه ای مربوط تهیه می شوند.
پلیمرهایی که به عنوان نرم‌کننده عمل می کنند، خاصیت سورفکتانت را نشان می دهند. آنها اغلب آینومر هستند. آنها به عنوان پخش کننده عمل می کنند تا جداسازی ذرات (شن، ماسه های درشت و ریز) را به حداقل برسانند. ستون فقرات پلیمری با بار منفی روی ذرات کلوئیدی با بار مثبت جذب می شود. با این حال، مهندسان به طور کامل مکانیسم های کاری خود را درک نمی کنند، که در موارد خاص، ناسازگاری سیمان و فوق روان‌کننده را در پی دارد.
هنگامی که از فوق روان‌کننده استفاده می شود، بتن به سرعت کارایی خود را از دست می دهد. بنابراین بتن با مقاومت بالا حاوی چنین موادی باید قبل از دست دادن کارایی خود حمل و نقل، قرار داده و تکمیل شود. بسیاری از فوق روان‌کننده‌های مدرن می‌توانند کارایی معقول را برای یک دوره حدود 100 دقیقه حفظ کنند، اما هنوز مراقبت لازم است، به‌ویژه در پروژه‌هایی که کامیون‌های تحویل بتن آماده به زمان سفر طولانی نیاز دارند. اغلب، برای جلوگیری از کاهش شدید در اسلامپ و در نتیجه مشکل در قرار دادن، تنها بخشی از فوق روان‌کننده در طول بچینگ مخلوط می شود و قبل از ریختن، تعادل در محل اضافه می شود.
همان تکنیک های تولید و کنترل کیفیت برای بتن با مقاومت معمولی نیز باید برای بتن با مقاومت بالا اعمال شود. در واقع، اهمیت کنترل دقیق بر کیفیت مواد و همچنین بر فرآیندهای تولید و اجرا را نمی توان برای بتن با مقاومت بالا بیش از حد مورد تاکید قرار داد. به طور کلی، کنترل تولید باید نه تنها شامل بچینگ و اختلاط صحیح مواد تشکیل دهنده باشد، بلکه باید بازرسی و بررسی منظم تجهیزات تولید را نیز شامل شود. تجهیزات توزین و اندازه گیری، میکسرها و دستگاه های کنترل. با عرضه بتن آماده، این کنترل باید به شرایط حمل و نقل و تحویل نیز گسترش یابد.
فعالیت های اصلی برای کنترل کیفیت در محل، قرار دادن، تراکم، پخت و تکمیل سطح است. تجربه محل نشان می دهد که معمولاً برای بتن با مقاومت بالا با کارایی بالا نسبت به بتن با مقاومت معمولی اسلامپ مشابه، تراکم بیشتری مورد نیاز است. از آنجایی که از دست دادن کارایی سریعتر است، تکمیل سریع نیز ضروری است. برای جلوگیری از انقباض پلاستیک، سطح بتن تمام شده باید به سرعت با مواد نگهدارنده آب پوشانده شود.
برهمکنش سیمان و فوق روان‌کننده یک پدیده سطحی است. کانی شناسی سطحی ذرات سیمان ماهیت و چگالی بارهای الکتریکی را تعیین می کند، که فاز بینابینی غنی شده در سایت های مثبت و فازهای سیلیکات در سایت های منفی است. در سال های گذشته، توجه نسبتا کمی به این جنبه معطوف شده است. در این بخش، مفاهیمی به صورت شماتیک برای نشان دادن تأثیر احتمالی تغییرات در ترکیب سطحی دانه های سیمان ارائه شده است.
هنگامی که یک مصرف کننده یک فوق روان‌کننده خریداری می کند، به ندرت از محلول خالص یکی از پلیمرهای فوق روان‌کننده تشکیل می شود. فوق روان‌کننده های تجاری معمولاً محصولات فرموله شده ای هستند که برای نیازهای خاص بازار، کاربرد یا منطقه مربوط سازگار شده اند. یک تولید کننده بتن آماده به یک فوق روان‌کننده نیاز دارد که پلاستیکی خوب بتن را تا زمان تزریق تضمین کند که ممکن است از یک تا چند ساعت طول بکشد. این زمان طولانی ممکن است در مورد ترافیک یا به ویژه در ساخت تونل که بتن ممکن است از طریق چندین کیلومتر تونل به محل کار منتقل شود (از جمله توقف و تاخیر) تا زمانی که ممکن است تزریق شود، ضروری باشد. یک تولید کننده بتن پیش ساخته به بتنی با کارایی خوب اما فقط تا حدود 30 دقیقه نیاز دارد. پس از آن بتن باید با بیشترین سرعت ممکن سخت شود. در کشورهایی که آب و هوای گرم دارند یا در تابستان، بتن به دلیل دمای بالا نباید خیلی سریع سفت شود، در حالی که در کشورهای شمال اروپا گیرش و سخت شدن با وجود دماهای سرد نباید خیلی به تأخیر بیفتد. آب و هوای سرد بیشتر به سازه هایی نیاز دارد که در برابر چرخه های یخ زدگی/ذوب شدن و همچنین در برابر یخ زدایی نمک مقاوم باشند. بخشی از خواسته های مختلف را می توان با انتخاب پلیمر مناسب برآورده کرد، به خصوص در محدوده PCE زیرا تغییرات ساختاری عظیمی امکان‌پذیر است. اما فرمولاسیون اغلب در اینجا کلید دستیابی به بهترین راه حل برای مشتری است. این دانش فرمولاسیون حیاتی است و بر اساس تجربه گسترده شرکت های افزودنی است.
هنگامی که ملات یا بتن مخلوط می شوند، فوق روان‌کننده ها می توانند منجر به افزایش محتوای هوا شوند. این هوا ممکن است تا حدودی کارایی را بهبود بخشد، اما محتوای هوای بیش از 3٪ برای بتن بدون هوا باعث کاهش دوام می شود و باید از آن اجتناب شود. بنابراین بیشتر فرمولاسیون های فوق روان‌کننده حاوی یک ضد کف هستند – به خصوص آنهایی که بر پایه لیگنوسولفونات ها و PCE ها هستند.
محلول های فوق روان‌کننده بتن محلول هایی از مواد آلی هستند و بنابراین، اگرچه همه آنها به آسانی از نظر بیولوژیکی تجزیه پذیر نیستند، با این وجود مستعد حمله میکروبی هستند. این ممکن است منجر به بوی بد و رسوبات شود، اما در برخی موارد، به ویژه در فرمولاسیون های حاوی کندکننده هایی مانند مشتقات قند، تخریب کندکننده توسط میکروارگانیسم ها ممکن است به طور چشمگیری بر عملکرد تأثیر بگذارد. بنابراین، بسیاری از افزودنی های مایع بتن حاوی مقداری بیوسید نیز هستند.
