روان کننده بتن چیست و چه کاربردی دارد؟
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
روان کننده بتن درواقع ماده ای است که به مواد بتنی یا دیگر مواد افزوده می شود تا بتن نرم شود و خاصیت شکل پذیری آن افزایش یابد. علاوه بر آن حالت چسبندگی را در بتن کاهش داده و از اصطکاک حین کار در آن کم می کند. روان کننده ها معمولا به پلیمرهایی مانند پلاستیک و یا به منظور سهولت در کار با مواد اولیه در حین ساخت و همچنین برای تأمین خواسته های کاربردی به بتن اضافه می شوند. این مواد اغلب به فرمولاسیون های بتنی اضافه می شود تا باعث کارایی بیشتر و سیال شدن آن ها برای ریخته گری شود. این مصالح اغلب قبل از قالب گیری و شکل پذیری به خاک رس، گچ و سایر خمیرها افزوده خواهد شد که البته برای این کاربردها، روان کننده ها تا حد زیادی با مواد پخش کننده همپوشانی دارند.
روان کننده بتن چیست؟
روان کننده بتن نوعی افزودنی شیمیایی است که با پراکنده کردن ذرات سیمان، اصطکاک داخلی مخلوط را کاهش می دهد و بدون افزودن آب بیشتر، کارایی و روانی بتن را افزایش می دهد. این ماده می تواند برای کاهش نسبت آب به سیمان، بهبود پمپ پذیری، تراکم بهتر بتن و افزایش مقاومت و دوام استفاده شود. روان کننده ها معمولا بر پایه لیگنوسولفونات، نفتالین، ملامین یا پلی کربوکسیلات تولید می شوند و انتخاب نوع مناسب آن ها به طرح اختلاط، شرایط اجرا و مشخصات سازه وابسته است. در برآورد هزینه پروژه، علاوه بر هزینه افزودنی ها، مصالحی مانند سیمان، سنگدانه و قیمت آهن نیز بر هزینه نهایی اجرای سازه اثر می گذارند.
عملکرد روان کننده به نوع سیمان، مقدار مواد سیمانی، دمای محیط، اسلامپ مورد نیاز و زمان حمل بتن بستگی دارد. محاسبه مقدار روان کننده در بتن باید براساس درصدی از وزن سیمان یا مجموع مواد سیمانی و مطابق برگه فنی محصول انجام شود؛ زیرا مصرف کمتر از حد لازم اثر کافی ایجاد نمی کند و مصرف بیش از اندازه ممکن است باعث تاخیر در گیرش، آب انداختگی یا جداشدگی سنگدانه ها شود. مقدار نهایی افزودنی نیز باید با ساخت نمونه آزمایشی و بررسی اسلامپ، زمان گیرش، مقاومت فشاری و پایداری مخلوط تایید شود.
انواع روان کننده بتن
انواع روان کننده بتن براساس قدرت کاهش آب، ترکیبات شیمیایی، میزان حفظ اسلامپ و اثر آنها بر گیرش بتن دسته بندی می شوند. انتخاب محصول مناسب باید با توجه به نوع سیمان، نسبت آب به سیمان، شرایط آب و هوایی، مدت حمل و مقاومت مورد انتظار انجام شود. به طور کلی، روانکننده بتن در سه گروه روان کننده معمولی، فوق روان کننده و ابر روان کننده بتن قرار می گیرد که هرکدام عملکرد و دامنه مصرف متفاوتی دارند.
روان کننده معمولی بتن
روان کننده معمولی بتن یک افزودنی کاهنده آب است که با پراکنده کردن ذرات سیمان، روانی مخلوط را بدون افزایش آب بهبود می دهد. این نوع روان کننده سیمان معمولا می تواند مصرف آب را حدود 5 تا 12 درصد کاهش دهد و برای بتن ریزی های معمولی، مقاطع دارای تراکم متوسط و پروژه هایی که به اسلامپ بسیار بالا نیاز ندارند، مناسب است. برخی انواع روان کننده معمولی می توانند زمان گیرش را نیز کمی به تاخیر بیندازند.
فوق روان کننده بتن
فوق روان کننده یک افزودنی کاهنده آب قوی است که نسبت به روان کننده معمولی، کاهش آب و افزایش روانی بیشتری ایجاد می کند. فوق روان کننده ها معمولا در بتن های مسلح، مقاطع متراکم، بتن پمپ پذیر و بتن های با مقاومت بالا استفاده می شوند و بسته به فرمول محصول می توانند مقدار آب اختلاط را حدود 12 تا 25 درصد کاهش دهند. مصرف صحیح این نوع روان کننده بتون باعث تراکم بهتر، کاهش تخلخل و افزایش مقاومت فشاری بتن می شود.
ابر روان کننده بتن
ابر روان کننده بتن نسل پیشرفته افزودنی های کاهنده آب است که اغلب بر پایه پلی کربوکسیلات اتر تولید می شود. این محصول قدرت بالایی در کاهش آب، حفظ اسلامپ و ایجاد روانی زیاد دارد و برای بتن خودتراکم، بتن توانمند، قطعات پیش ساخته و سازه های دارای تراکم زیاد میلگرد مناسب است. ابر روان کننده می تواند بدون افزایش نسبت آب به سیمان، جریان پذیری بالایی ایجاد کند؛ با این حال، مقدار مصرف آن باید با آزمایش طرح اختلاط و مطابق دستور سازنده تعیین شود.
کاربرد روان کننده بتن چیست؟
کاربرد اصلی روان کننده بتن، اصلاح خواص بتن تازه و دستیابی به مقاومت و دوام مناسب در بتن سخت شده است. نوع افزودنی باید براساس شرایط اجرایی انتخاب شود؛ زیرا روان کننده معمولی، فوق روان کننده و ابر روان کننده بتن از نظر قدرت کاهش آب، حفظ کارایی و تاثیر بر زمان گیرش عملکرد یکسانی ندارند. مهم ترین کاربردهای این افزودنی عبارتند از:
- تسهیل اجرای قطعات پیش ساخته
- کاهش مقدار آب اختلاط بتن
- افزایش اسلامپ بدون افزودن آب
- بهبود پمپ پذیری بتن
- افزایش مقاومت فشاری بتن
- کاهش نسبت آب به سیمان
- تسهیل بتن ریزی در مقاطع پرمیلگرد
- بهبود تراکم و کاهش فضای خالی
- کاهش نفوذپذیری بتن
- افزایش دوام بتن در شرایط محیطی
- تولید بتن خودتراکم
- تولید بتن پرمقاومت و توانمند
- کاهش احتمال ایجاد کرموشدگی
- بهبود پرداخت سطح بتن
- حفظ کارایی بتن هنگام حمل
مواد تشکیل دهنده روان کننده بتن چیست؟
روان کننده ها معمولا از لیگنوسولفونات ها تولید می شوند که این ماده، یک محصول جانبی در صنعت کاغذ است. مواد فوق روان کننده نیز معمولا از میعانات نفتالین سولفوناته یا ملامین فرمالدئید سولفوناته تولید می شوند و اگر چه محصولات جدیدتر بر پایه اترهای پلی کربوکسیلیک هم اکنون در دسترس هستند ولی روان کننده های سنتی مبتنی بر لیگنوسولفونات، فوق روان کننده های پایه نفتالین و ملامین سولفونات ذرات سیمان لخته شده را از طریق مکانیزم دفع الکترواستاتیک جداسازی می کنند.
در روان کننده های نرمال، مواد فعال به ذرات سیمان جذب می شود و بار منفی به آن ها می دهد که منجر به ایجاد دافعه بین ذرات خواهد شد. روان کننده های لیگنین، نفتالین و ملامین سولفونات از پلیمرهای آلی هستند و مولکول های طولانی خود را به دور از ذرات سیمان می پیچند و بار بسیار منفی به آن ها خواهند داد تا یکدیگر را دفع کنند.
چهار نوع فوق روان کننده وجود دارد: ملامین سولفوناته، نفتالین سولفوناته، لیگنوسولفونات اصلاح شده و ترکیبی از دوزهای زیاد مواد افزودنی کاهنده تسریع کننده آب. فوق روان کننده های پایه ملامینه و نفتالین که معمولا مورداستفاده قرار می گیرند. فوق روان کننده پلی کربوکسیل اتر (PCE) یا فقط پلی کربوکسیلات (PC)، متفاوت از روان کننده های بر پایه سولفونات عمل می کنند و به جای دافعه الکترواستاتیک، باعث پراکندگی سیمان با تثبیت استریک می شوند. این شکل از پراکندگی در اثر خود قدرتمندتر است و باعث بهبود کارایی مخلوط سیمانی می شود.
نحوه استفاده از روان کننده بتن
در فناوری بتن، به روان کننده ها و فوق روان کننده ها کاهنده آب با برد بالا نیز گفته می شود. این مواد زمانی که به مخلوط بتن اضافه می شود تعدادی از خصوصیات از جمله بهبود کارایی و مقاومت را به آن می بخشند. مقاومت بتن با مقدار آب اضافه شده یعنی نسبت آب به سیمان معکوس بوده و به منظور تولید بتن قوی تر، آب کمتری مصرف خواهد شد. این موضوع باعث می شود که کار کردن با بتن دشوارتر شود، پس استفاده از روان کننده ها یا همان کاهنده های آب و فوق روان کننده ها و مواد مشابه دیگر بسیار ضروری باشد.
بسیاری از خصوصیات مهم بتن تحت تأثیر نسبت وزن آب به مواد سیمانی مورداستفاده در مخلوط قرار می گیرند. با کاهش مقدار آب، خمیر سیمان چگالی بالاتری خواهد داشت که نتیجه آن کیفیت خمیر بالاتر است. افزایش کیفیت خمیر باعث افزایش مقاومت فشاری و خمشی، نفوذ پذیری کمتر، افزایش مقاومت در برابر هوازدگی، بهبود پیوند بتن و آرماتورها، کاهش حجم تغییر در اثر خشک شدن و خیس شدن، کاهش تمایلات به ترک خوردگی و جمع شدگی می شود.
کاهش محتوای آب در یک مخلوط بتن باید به گونه ای انجام شود که فرآیند هیدراتاسیون سیمان کامل انجام شود و کارایی کافی بتن برای قرار دادن و یکپارچه سازی در حین ساخت حفظ شود. مقدار آب موردنیاز سیمان برای تکمیل فرآیند هیدراتاسیون از 22/0 تا 25/0 است. کاهش بی مورد محتوای آب در یک مخلوط ممکن است منجر به تشکیل یک مخلوط سفت و سخت شود و باعث کاهش کارایی و افزایش مشکلات احتمالی در هنگام استفاده می شود.
مزایای استفاده از روان کننده بتن
در ادامه به بررسی برخی از مزایای روان کننده بتن خواهیم پرداخت.
- افزایش کارایی برای ایجاد سهولت در قرار دادن بتن در مکان های غیر قابل دسترس.
- استفاده از روان کننده باعث بهبود کیفیت مطلوب پلاستیک یا بتن می شود. امروزه برای ساخت بتن مسلح یا بتن انبوه با کارایی بالاتر استفاده از روان کننده یا فوق روان کننده به یک روش استاندارد تبدیل شده است.
- استفاده از روان کننده به یک روش جهانی برای کاهش نسبت آب به سیمان برای کارایی بهتر شناخته شده است و از طرفی کاهش نسبت آب به سیمان باعث افزایش مقاومت و بهبود دوام بتن خواهد شد. گاهی اوقات از روان کننده ها برای کاهش محتوای سیمان و گرمای هیدراتاسیون در بتن جرم استفاده می شود.
- ماهیت بتن با کیفیت خوب عملکرد خوبی نیز دارد. در شرایط مختلف، بتن با درجه کارایی مختلف موردنیاز است و در شرایطی مانند تیرهای عمیق، مقاطع نازک با درصد زیاد آرماتور، اتصالات تیر و ستون پمپاژ بتن، بتن ریزی در هوای گرم و غیره درجه بالایی از کارایی لازم است که این مواد این کار را انجام می دهند. در این زمینه محدودیت ها و دشواری هایی برای بدست آوردن کارای موردنظر وجود دارد.
- یکی دیگر از مزایای استفاده از این مواد تقویت اولیه بتن (50 تا 75٪) است. زمان تنظیم اولیه ممکن است با توجه به واکنش شیمیایی که بعد از اضافه کردن روان کننده بتن اتفاق می افتد، این فرایند ممکن است تا یک ساعت زودتر و یا یک ساعت دیرتر به اتمام برسد که این تأخیر گاهی اوقات با محدوده ذرات سیمان بین 4 تا 30 متر همراه است. استفاده از روان کننده بتن به طور قابل توجهی بر کشش سطحی آب تأثیر نمی گذارد و مقدار قابل توجهی از هوا را به دام نخواهد انداخت.
معایب و مضرات روان کننده بتن
تا اینجای مطلب متوجه شدیم، که روان کننده بتن و همچنین فوق روان کننده ها مواد افزودنی شیمیایی هستند که برای بهبود توانایی سیال شدن بتن به آن اضافه می شوند و به کاهش مقدار آب در بتن و بهبود مقاومت و دوام بتن ها کمک می کند. آن ها بدون کاهش کارایی بتن به کاهش میزان آب در بتن دست می یابند. پس افزودن مقدار زیاد روان کننده باعث تفکیک و از هم گسیختگی بیش از حد بتن حواهد شد که توصیه نمی شود. بسته به ماده شیمیایی خاصی که مورداستفاده قرار می گیرد، استفاده از روان کننده بیش از حد مجاز ممکن است منجر به تأخیر در اثر آن در بتن شود.
تفاوت روان کننده با فوق روان کننده بتن
فوق روان کننده بتن که به عنوان کاهنده های آب با دامنه بالا نیز شناخته می شود، افزودنی هایی هستند که در ساخت بتن با مقاومت بالا مورداستفاده قرار می گیرد. روان کننده ها ترکیبات شیمیایی هستند که تولید بتن با تقریبا 15٪ محتوای آب کمتر را امکان پذیر می کند. مواد فوق روان کننده بتن باعث کاهش 30 درصدی آب خواهد شد، ضمن آنکه در جاهایی مورداستفاده قرار می گیرد که 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 این که بر کارایی مخلوط تاثیر منفی بگذارد و تولید بتن با کارایی بالا را امکان پذیر می کند. روان کننده بتن و همین طور فوق روان کننده ها عملکرد این ملات را تا حد زیادی بهبود می بخشند و مقاومت بتن را با کاهش نسبت آب به سیمان افزایش می دهند.
امیدواریم این مطلب به طور کامل پاسخ تمام نقاط مبهم در ذهن شما خوانندگان گرامی را داده باشد. لطفا نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید. ضمن آنکه می توانید سوالات خود را از طریق کامنت در انتهای همین مطلب با به اشتراک بگذارید و در اسرع وقت پاسخ خود را دریافت کنید.
سوالات متداول
بله، اگر روان کننده با کاهش آب اختلاط و بدون تغییر روانی بتن استفاده شود، نسبت آب به سیمان کاهش یافته و مقاومت فشاری افزایش پیدا می کند. مصرف نادرست یا بیش از حد آن می تواند نتیجه معکوس داشته باشد.
مصرف بیش از مقدار توصیه شده ممکن است باعث تاخیر در گیرش، آب انداختگی، جداشدگی سنگدانه ها، افزایش حباب هوا و کاهش مقاومت بتن شود. مقدار مصرف باید براساس برگه فنی محصول و آزمایش طرح اختلاط تعیین شود.
روان کننده نباید بدون اندازه گیری و به صورت پراکنده روی بتن ریخته شود. افزودنی باید طبق دستور سازنده، همراه بخشی از آب اختلاط یا پس از مخلوط شدن اولیه بتن اضافه شود و سپس اختلاط کافی انجام گیرد.
بله، نوع و مقدار روان کننده می تواند زمان گیرش بتن را افزایش یا کاهش دهد. بعضی محصولات خاصیت دیرگیرکنندگی دارند، در حالی که روان کننده های زودگیر برای بتن ریزی در هوای سرد یا پروژه های نیازمند گیرش سریع تولید می شوند.
در هوای گرم، روان کننده یا فوق روان کننده دیرگیرکننده معمولا انتخاب مناسب تری است. این محصول ضمن حفظ کارایی بتن، سرعت افت اسلامپ و گیرش زودهنگام را کاهش می دهد و زمان بیشتری برای حمل، تخلیه و تراکم فراهم می کند.
روان کننده می تواند با بهبود کارایی و کاهش آب، امکان بهینه سازی مقدار سیمان را در طرح اختلاط فراهم کند. با این حال، کاهش سیمان باید پس از آزمایش و تایید مقاومت و دوام انجام شود و نباید به صورت تجربی از سیمان کاسته شود.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.