آنچه در این مقاله میخوانید:
روان‌کننده بتن چیست؟
افزودنی های کاهنده آب که به عنوان افزودنی های روان‌کننده بتن نیز شناخته می شوند، یکی از پرمصرف ترین افزودنی های مورد استفاده در بتن هستند. روان‌کننده بتن برای کاهش آب اختلاط در اسلامپ ثابت، ساخت بتن با مقاومت بالاتر، دستیابی به مقاومت ثابت با عیار سیمان کمتر و یا افزایش اسلامپ بتن بدون نیاز به افزودن آب به مخلوط بتن استفاده می شود.
این مواد افزودنی خواص سخت شدن بتن را بهبود می بخشد و به ویژه مقاومت و دوام آن را افزایش می دهد. همچنین به دلیل امکان کاهش عیار سیمان در صورت استفاده از این افزودنی ها، استفاده از این افزودنی ها در بتن ریزی حجیم و بتن ریزی با هوای گرم برای کاهش حرارت هیدراتاسیون بسیار مناسب است. در صورت استفاده از این افزودنی ها در مخلوط بتن بدون تغییر مقدار آب اختلاط، این افزودنی ها به عنوان روان‌کننده بتن عمل می کنند که به بتن ریزی در سازه ای با تراکم آرماتور بالا کمک می کند و عملیات تراکم را ساده می کند.
معرفی انواع روان‌کننده بتن
روان‌کننده های بتن در استاندارد ASTM C494 در سه دسته A، D و E قرار می گیرند که به ترتیب مربوط به روان‌کننده های بتن معمولی، روان‌کننده های بتن کندگیر و روان‌کننده های بتن سریع گیر هستند. این افزودنی ها علاوه بر داشتن خواص معمول روان‌کننده ها، بر اساس نوع خود، می توانند در فرآیند هیدراتاسیون سیمان دستخوش تغییراتی شده و آن را به تأخیر بیاندازند یا تسریع کنند و یا تأثیری بر آن نداشته باشند.
تأثیر این مواد افزودنی بتن بر مقاومت بتن در نسبت آب به سیمان مشابه بتن شاهد است: تأثیر روان‌کننده بتن در سنین اولیه بیشتر است که در موارد اول کمتر از مقدار مقاومت در سایر موارد است. هفت روز و به دلیل نسبت آب مشابه سیمان، مقاومت طولانی مدت نمونه ها تقریباً یکسان است.
تاثیر این مواد افزودنی بر مقاومت در برابر اسلامپ بتن مشابه بتن شاهد است: در اسلامپ ثابت، روان‌کننده بتن امکان کاهش نسبت آب به سیمان را فراهم می کند و در نتیجه مقاومت نمونه های دارای مواد افزودنی بیشتر از مقاومت خواهد بود. از نمونه کنترل آزمایش اسلامپ بتن یکی از روش های تعیین کارایی و سیالیت بتن تازه می باشد. آزمایش اسلامپ بتن یکی از ساده‌ترین آزمایشاتی است که بر روی بتن انجام می شود.
همچنین تاثیر روان‌کننده بتن تندگیر در هفته اول بیشتر و تاثیر روان‌کننده بتن کندگیر در سه روز اول بیشتر است.
روان‌کننده دیرگیر
روان‌کننده های کند گیر، در عین حال با کاهش نسبت آب به سیمان، کارایی و سیالیت بتن را افزایش داده و زمان گیرش اولیه آن را به تاخیر می اندازند. این روان‌کننده ها به دلیل تاخیر در زمان گیرش بتن برای بتن ریزی در مناطق تابستانی و گرمسیری مناسب هستند. با استفاده از روان‌کننده های با دوام می توان از ایجاد ترک در سطح بتن، خزش و جمع شدگی آن جلوگیری کرد. پمپاژ بتن که با روان‌کننده ها مخلوط می شود راحت است و نیازی به افزایش آب ندارد. این افزودنی ها باعث افزایش چسبندگی مواد در بتن هایی می شوند که دانه بندی مناسبی ندارند و برای بتن ریزی ستون ها، تیرها و دیوارهای برشی مناسب هستند.
روان‌کننده های بتن باید بتوانند میزان آب اختلاط را حداقل تا 5 درصد کاهش دهند. با توجه به اینکه مواد افزودنی فوق روان‌کننده بتن قادر است میزان آب اختلاط را بیش از 12 درصد کاهش دهد، میزان کاهش آب برای روان‌کننده بتن بین 5 تا 12 درصد در نظر گرفته می شود. به طور کلی، استفاده از مقادیر زیاد روان‌کننده ها باعث کند شدن مخلوط بتن می شود. بنابراین با استفاده از این افزودنی ها نمی توان به کاهش بیش از 10 درصد آب دست یافت. معمولاً این افزودنی ها با ترکیبات زودگیر ترکیب می شوند تا خاصیت تاخیری روان‌کننده بتن را از بین ببرند. تاثیر این مواد افزودنی بر زمان گیرش به میزان ترکیبات استفاده شده در ساخت آنها بستگی دارد. معمولاً به افزودنی‌های کاهنده آب که برای ایجاد خواص گیرش طبیعی تنظیم می‌شوند و دارای سورفکتانت‌های غیریونی برای افزایش خاصیت کاهنده آب هستند، عوامل کاهنده آب متوسط نامیده می‌شوند. این افزودنی ها قادرند تا 12 درصد میزان اختلاط آب را بدون تغییر زمان گیرش مخلوط های بتن کاهش دهند. در این استاندارد هیچ گونه الزامی برای مواد افزودنی کندگیر از نظر میزان کاهش آب اختلاط وجود ندارد، اما این افزودنی ها باید بتوانند زمان گیرش اولیه و نهایی مخلوط های بتن را بر اساس حدود ذکر شده در استاندارد تغییر دهند. افزودنی های کاهنده آب از نظر کاهش میزان آب اختلاط مشابه روان‌کننده های بتن و از نظر خاصیت گیرش اولیه و نهایی مشابه افزودنی های کندگیر هستند. الزامات مقاومتی این افزودنی ها مشابه الزامات افزودنی های کاهنده آب است. بیشتر افزودنی‌های کاهنده آب، مانند بیشتر افزودنی‌های کندکننده، ترکیبات آلی و محلول در آب هستند و بسیاری از ترکیبات شیمیایی این افزودنی‌ها پایه هستند.تاثیر روان‌کننده بتن بر میزان کاهش آب
همانطور که می‌دانید یکی از وظایف و نقش های اصلی مواد افزودنی روان‌کننده بتن کاهش میزان آب مصرفی در برنامه اختلاط بتن است؛ البته اگر سیالیت بتن ثابت باشد. نتیجه این کاهش رطوبت، افزایش مقاومت و دوام بتن و همچنین کاهش انقباض و عیار سیمان است. میزان کاهش آب در اختلاط بتن به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله: نوع افزودنی مورد استفاده در بتن، روش و مقدار افزودنی مورد استفاده، نسبت آب به سیمان، نوع سیمان، عیار سیمان، مقدار نوع سنگدانه، و غیره انواع مواد افزودنی و مقادیر مورد استفاده. مقدار هوای تولید شده در بتن و بتن.
به عنوان مثال، فوق روان‌کننده های تولید شده از لیگنوسولفونات کلسیم می تواند آب اختلاط بتن را تا 15 درصد کاهش دهد. در همین حال، کاهنده‌های آب بر پایه نفتالین و ملامین می‌توانند آب مصرفی بتن را تا 25 درصد کاهش دهند و فوق روان‌کننده‌های بتن کربوکسیلات می‌توانند آب مصرفی بتن را تا 40 درصد کاهش دهند.
تفاوت روان‌کننده و فوق روان‌کننده بتن
فوق روان‌کننده بتن به عنوان کاهنده‌های آب با دامنه بالا نیز شناخته می‌شود،افزودنی هایی می باشد که در ساخت بتن با مقاومت بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
روان‌کننده‌ها ترکیبات شیمیایی را می‌توان تولید کرد که با تقریباً 15 درصد آب کمتر امکان‌پذیر است.
مواد فوق روان‌کننده باعث کاهش ۳۰ درصدی آب خواهد شد، در حالی که در مواردی که مورد استفاده قرار می‌گیرند، نیاز به کاهش اختلاط آب بیشتر و شدیدتر است.
افزودن این مواد به بتن یا ملات باعث می شود که نسبت آب در سیمان کاهش یابد، بدون اینکه این ماده بر کارایی مخلوط تأثیر منفی بگذارد و تولید بتن با کارایی بالا امکان‌پذیر می شود.
روان‌کننده بتن و همین‌طور فوق روان‌کننده ها عملکرد این ملات ها را تا حد زیادی بهبود می‌بخشند و مقاومت بتن را با کاهش نسبت به آب به سیمان افزایش می‌دهند.
خواص فیزیکی و شیمیایی روان‌کننده بتن
بتن در معنای عام مخلوطی است با عملکرد سیمان.
همان سیمان مورد استفاده عمدتاً نتایج و هزینه تمام آزمایش‌ها بتن را تعیین می کند.
برای تغییر و بهبود این موارد، مواد افزودنی به بتن اضافه می شود.
شناخت خواص فیزیکی و شیمیایی بتن و افزودنی های آن برای دستیابی به طرح اختلاط بهینه ضروری است.
این مواد حاوی یون کلرید نیستند.
بنابراین در صورت وجود میلگرد مشکلی برای استفاده وجود ندارد.
به طور کلی، آنها به صورت مایع قهوه ای رنگ وجود دارند. اما برخی از شرکت ها پودر آن را نیز تولید می کنند. از نظر قلیائیت خنثی هستند (8-6=PH) و در صورت نفوذ به محیط اطراف از طریق خاک یا شیرابه مشکل زیست محیطی ایجاد نمی کنند. وزن مخصوص یا چگالی روان‌کننده بتن نزدیک به آب و حدود 1100 کیلوگرم بر متر مکعب است.
