بررسی انواع روان کننده بتن در صنعت ساختمان

روان کننده بتن

روان کننده بتن ، ماده ای جهت افزودن به بتن است. بتن پس از اختلاط با این ماده، دارای نوعی نیروی دافعه میان ذرات سیمان می شود، در نتیجه‌، بتن حالتی نرم پیدا می کند. روان کننده بتن یکی از پر کاربرد ترین افزودنی های مورد استفاده در بتن هستند. در این مقاله به انواع و برخی از خواص آنها می پردازیم.

 

لیگنوسولفونات ها در روان کننده بتن

به طور کلی افزودنی های کاهنده آب بر پایه لیگنوسولفونات، مقدار مشخصی از هوا را به بتن اضافه می کنند. این ویژگی  برای افزایش چسبندگی بتن های کم عیار و بتن های با ماسه زبر و دانه بندی نامناسب مطلوب است.

با این وجود استفاده همزمان از یک افزودنی حباب ساز با روان کننده بتن و افزودن آنها به طرح مخلوط به طور جداگانه تا زمانی که مقدار هوای مورد نیاز در بتن تامین شود، مطلوب تر خواهد بود. جهت کاهش مقدار هوای وارد شده در بتن، مقدار مشخصی از عامل ضد کف در فرآیند تولید افزودنی های کاهنده آب تجاری با پایه لیگنوسولفونات به آنها افزوده می شود. تریبوتیل فسفات، دی بوتیل فتالات، استر های بورات و مشتقات سیلیکون با مقادیر حدود یک درصد لیگنوسولفونات برای این منظور استفاده می شوند.

با توجه به قیمت مناسب لیگنوسولفونات، علاقه به استفاده از این ترکیب، حتی در زمینه ساخت افزودنی های فوق روان کننده، همواره وجود داشته است. لیگنوسولفونات های اصلاح شده که از طریق انجام فرآیند های فیلتراسیون، شکر زدایی و یا سولفوناتاسیون به دست می آیند قابلیت رقابت با افزودنی های بر پایه سولفونات ملامین و سولفونات نفتالین را دارا هستند.

روان کننده بتن
روان کننده بتن

هیدروکسی کربوکسیلیک اسید ها در روان کننده بتن

عموما این ترکیبات به صورت مصنوعی ساخته شده و از آنجا که به عنوان ماده اولیه در صنایع دارویی و غذایی استفاده می شوند دارای درجه خلوص بالایی هستند. با این وجود می توان هیدروکسی کربوکسیلیک اسید های الیفاتیک را از تخمیر و اکسیداسیون کربوهیدرات ها تولید کرد و به همین دلیل به آن ها اسید های شکر نیز گفته می شود.

هیدروکسی کربوکسیلیک اسید ها می توانند به تنهایی به عنوان کندگیر کننده و یا افزودنی های کاهنده آب کندگیر مورد استفاده قرار بگیرند. برای استفاده به عنوان روان کننده بتن معمولی یا تند گیر کننده، این ترکیبات باید همانند افزودنی های کاهنده آب با پایه لیگنوسولفونات، با یک افزودنی تندگیر کننده ترکیب شوند.

افزودنی های روان کننده بتن تند گیر کننده

معمولا برای کاهش اثر دیر کنندگی روان کننده بتن، مقادیر مشخصی از تندگیر کننده در این افزودنی ها وجود دارد. عوامل تندگیر کننده غیر کلریدی برای تولید افزودنی های کاهنده آب استفاده می شوند. این افزودنی ها باعث کاهش زمان گیرش بتن می شوند. میزان تسریع در زمان گیرش بسته به نوع افزودنی، دمای محیط و نوع سیمان به کار رفته متفاوت است.

در ساخت و ساز هایی نظیر ساخت قطعات پیش ساخته، کانال ها و پوشش تونل ها که قالب های بتن پیش از 24 ساعت بعد از بتن ریزی باز می شوند، مقاومت کسب شده توسط بتن در سنین اولیه (مثلا در 12 یا 24 ساعت) حائز اهمیت زیادی است. این مساله مستلزم تسریع زمان گیرش بتن برای کسب مقاومت کافی در سنین اولیه، برای امکان پذیر بودن باز کردن قالب ها و حمل و نقل قطعات بتنی است. همچنین برای بهبود عملیات پرداخت دال های بتنی، استفاده از روان کننده بتن تندگیر کننده به  خصوص در بتن ریزی در هوای سرد بسیار سودمند است.

روان کننده بتن
روان کننده بتن

اهداف استفاده از افزودنی های روان کننده بتن

  1. برای افزایش کارپذیری بدون افزایش مقدار آب یا کاهش مقدار آب با ثابت نگهداشتن کارپذیری
  1. برای کاهش یا ممانعت از نشست
  2. برای اصلاح نرخ یا ظرفیت آب آوری یا هر دو
  3. برای کاهش جداشدگی دانه ها
  4. برای بهبود بخشیدن به قابلیت پمپ شدن
  5. برای تسریع نرخ کسب مقاومت
  6. برای افزایش دوام
  7. برای کاهش نفوذ پذیری
  8. برای افزایش چسبندگی بتن به آرماتورهای فولادی

اثر روان کننده های بتن روی بتن سخت شده

  1. کاهش مقدار آب ناشی از به کار بردن روان کننده ها سبب افزایش مقاومت 28 روزه ملات و بتن می شود. با ثابت نگهداشتن کارپذیری مقاومت بین ۲ الی 20 درصد و گاه تا 40 درصد افزایش می یابد.
  1. ممکن است مقاومت 24 ساعته در اثر خاصیت به تاخیر انداختن گیرش بعضی از روان کننده بتن کاهش یابد، اما در موارد دیگر افزایش در سرعت گیرش و کسب مقاومت مشاهده شده است.
  2. کسب مقاومت با لیگنوسولفونات کلسیم برای ملات ساخته شده از سیمان پرتلند بسیار چشمگیر ولی برای سیمان های پوزولانی و سرباره ای کم است.
  3. عموما مصرف بیش از اندازه لازم روان کننده های زود گیر کننده بتن نه تنها گیرش را به تاخیر می اندازد بلکه به خصوص در روز های نخست مقاومت را کاهش می دهد.
روان کننده بتن
روان کننده بتن

تاثیر روان کننده بتن روی خواص ملات و بتن

الف. کاهش آب اختلاط

  1. کم کردن آب همراه با ثابت نگهداشتن کارپذیری به طور محسوسی مقاومت مکانیکی بتن را افزایش داده، خطر جدا شدگی دانه ها را کم و یکنواختی و تراکم مخلوط را بهبود می بخشد.
  1. میزان کاهش آب در اثر مصرف این نوع مواد افزودنی، مشروط بر اینکه اثرات نامطلوبی مشاهده نشود، از ۵ الی 15 درصد است. در بسیاری از موارد بخشی از این کاهش ناشی از خاصیت هوازایی افزودنی های بتن است.
  2. مقدار واقعی کاهش آب بستگی به مقدار سیمان، نوع مصالح سنگی، پوزولان ها و مواد هوازا (در صورتی که در بتن به کار رفته باشد) و شرایط محیطی دارد. بنابراین ساختن مخلوط های آزمایشی برای بررسی و رسیدن به خواص بهینه و مطلوب و در ضمن اطمینان از عدم وجود عوارض جانبی نامطلوب مانند جداشدگی دانه ها، آب آوری و… ضروری است.

ب. افزایش کارپذیری

  1. کارپذیری مخلوط با به کاربرد روان کننده بتن در حالتی که نسبت آب به سیمان ثابت نگاه داشته شود، بهبود می یابد.
  1. میزان تاثیر روان کننده بتن و مقدار مصرف بهینه آن بستگی به عوامل مختلفی که عموما به طور همزمان عمل می کنند، دارد. مقدار مصرف بهینه این نوع افزودنی بتن با افزایش مقدار آلومینات ها زیاد می شود.

روش افزودن مواد افزودنی بتن کاهش دهنده آب به بتن

شن، ماسه و سیمان را با 50 درصد آب اختلاط، به مدت 15 الی 30 ثانیه هم بزنید. ماده افزودنی بتن را در مقداری آب (تا 30 درصد آب اختلاط) حل کرده و آن را به تدریج به مخلوط فوق اضافه کنید. باقیمانده آب اختلاط را تا به دست آمدن کارپذیری (اسلامپ) مطلوب و مورد نظر به مخلوط بیافزاید.

تحریریه به تام