بتن تازه یک خمیر شکل پذیر است. حفظ این خاصیت در هوای گرم و بتن ریزی حجیم یک نیاز اساسی اجرای آن است. در گذشته با تبخیر آب بتن و افزایش غلظت آن، افزودن آب، تنها راه ایجاد روانی و کارایی مناسب بوده است. در پی مضرات آب اضافی بتن، دانشمندان به استفاده از ترکیبات شیمیایی سازگار با بتن برای کاهش مصرف آب دست یافتند. این افزودنی کاهنده آب نامگذاری شده است. خاصیت این افزودنی کاهش آب در عین حفظ اسلامپ و کارایی است. هنگامی که آب یک مخلوط سیمانی کم شود، مقاومت نهایی آن افزایش مییابد. یک خاصیت دیگر این مواد حفظ مقاومت در کاهش عیار سیمان بتن است.
کاربرد روان کننده بتن
در گذشته برای برطرف کردن مشکلات بتن ریزی روشهایی وجود داشت. از مشکلات عمومی که در ایران به دلیل اقلیم گرم آن بسیار مشاهده شد؛ تبخیر آب بتن و از دست رفتن کارایی و سفت شدن آن بود. عوامل بتن ریزی هم با آگاهی از مضرات افزودن آب به بتن چارهای جز این روش برای ادامه کار نداشتند. به همین دلیل دانشمندان شیمی با همکاری متخصصان بتن فکر جایگزینی برای این روش نامناسب پیدا کردند و روان کننده بتن را به صنعت ساختمان معرفی کردند. در سال ۱۹۳۰ میلادی اولین مواد افزودنی کاهنده آب شناسایی و مورد استفاده قرار گرفتند. برخی از کاربردهای روان کننده به شرح زیر است:
- نیاز به بتن متراکم و بانفوذپذیری کم نیاز باشد.
- در اثر تاخیر رسیدن یک کامیون حمل بتن جلوگیری از مشکل درز سرد میکند.
- با حفظ مقاومت نهایی لازم، سیمان کمتری مخصوصا در حجم زیاد بتن ریزی استفاده میشود.
- جلوگیری از آب انداختگی بتن و جداشدن دانه بتن میکند.
- فاصله بین قالب و آرماتور کم باشد.
- چسبندگی بتن و میلگرد بالا میرود.
- در اثر کاهش مصرف سیمان حرارت هیدراتاسیون کم میشود.
با توجه به موارد ذکر شده متوجه خواهید شد، روان کننده یک خاصیت اصلی یعنی افزایش کارایی دارد. در کنار این کاربرد موارد دیگر هم به دلایل تغییر در میزان آب و تغییر واکنشهای شیمیایی بتن رخ میدهد. قبل از کشف مواد کاهنده آب و روان کننده بتن، ساخت سازههای بتنی از مشکل ترین امور در اجرا و پرداخت آن در شرایط نامناسب و گرم بوده است.
عملکرد روان کننده بتن
برای افزایش نهایی مقاومت بتن دو راه وجود دارد. اول افزایش سیمان که این روش هم به صرفه نیست و هم بدون افزودنی راه جالبی نیست و نسبت آب به سیمان را کم میکند و با کارایی مشابه بتن اولیه تولید حرارت و انقباض بیشتری را در نهایت خواهد داشت. راه دوم که با روان کننده بتن میسر است کاهش آب در عین حفظ کارایی اولیه.
برای افزایش کارایی بتن هم دو روش وجود دارد. افزایش نسبت آب به سیمان بدون افزودنی که انقباض و کاهش مقاومت در پی خواهد داشت. راه دیگر هم با حفظ نسبت اختلاط و استفاده از افزودنی که تغییری در مقاومت نخواهیم داشت. توضیحات گفته شده به صورت مختصر در شکل زیر نشان داده شده است.
این مواد همانند دیگر افزودنیهای بتن قابلیت حل شدن و رقیق شدن در آب را دارد. اساس این مواد ترکیبات آلی محلول در آب است. ابتدا موادی بر پایه پلیمرهای اسید سولفونیک نفتالین غلیظ شده را برای روانی به بتن افزودند. این مواد به صورت توسعه یافته توسط همگان مورد استفاده قرار نگرفت، تا اصلاح نسل و پلیمریزاسیون سبب تشکیل مواد با همین خواص و بهبود کاربرد و نتایج آزمایش بتن شد.
اگر قصد استفاده از روان کننده فقط افزایش کارایی و کاهش مصرف آب باشد، باید برای جبران دیرگیری بتن و جبران نیاز به مقاومت نسبی اولیه از موادی چون تری اتانول آمین، کلسیم کلرید فرمات و یا موادی که به عنوان تسریع کننده گیرش سیمان هستند، استفاده کرد. در مورد استفاده همزمان از چند افزودنی بهتر است با متخصصان مواد شیمیایی ساختمانی مشورت کنید و خودسرانه بدون اطلاع از عواقب این کارها اقدام نکنید.
این مواد اندکی هوازایی در بتن ایجاد میکنند. برای بتن ریزی در هوای سرد و یا نیاز به چسبندگی بتن این هوازایی در روند طبیعی کار خلل ایجاد میکند. باید برای رفع این مشکل هم افزودنی مناسب به بتن اضافه کرد.
آب مورد نیاز برای واکنش هیداراتاسیون سیمان بسیار کم است. اکثر آب درون مخلوط سیمانی صرف روانی بتن میشود. پس هرچه تلاش برای کاهش آب اضافی شود، در نهایت بتن با کیفیت و مناسبی تولید میشود.
میزان و روش مصرف روان کننده بتن
استفاده به جا و مناسب از افزودنی بتن نتایج مطلوبی را سبب خواهد شد. حال اگر میزان مناسب این مواد در بتن رعایت نشود، با مشکلات بسیاری مواجه خواهید شد. روان کننده بتن به دلیل دیرگیر کردن سیمان اگر بیش از اندازه به مخلوط افزوده شود، گیرش سیمان بسیار به تاخیر میافتد. اگر گیرش بیش از حد به تاخیر بیفتد، دانه بتن جدا شده و اصطلاحا آب انداختگی بتن سبب از دست رفتن آن میشود.
در همه حال قیمت تمام شده یک پروژه روی انتخاب مواد و مصالح مورد نیاز تاثیر گذار است. هزینه پایین و کارایی مناسب روان کننده همیشه مجریان و عاملان بتن را به خرید و استفاده از این افزودنی مجاب میکند.
با توجه به آزمایشات صورت گرفته و بهینه سازی مصرف افزودنی شرکتها اعدادی را بر حسب میزان سیمان مصرفی در بتن برای اضافه کردن این مواد ارائه کردهاند. معمولا این مقدار برای روان کننده بتن بین ۱ الی ۱.۵ درصد وزن سیمان است.
در تحقیقی برای تعیین میزان مصرف روان کننده و تاثیر آن بر مصرف آب در طرح اختلاطی با عیار ۳۰۰ مقدار آب از ۱۷۹ به ۱۹۰ کیلوگرم افزایش و اسلامپ از ۷۵ میلیمتر به ۲۰۰ میلیمتر رسیده همین مقدار تغییر اسلامپ هم بدون تغییر در آب و با یک درصد افزودنی روان کننده بتن به دست آمد. با همین مثال میزان مصرف افزودنی و آب را متوجه خواهید شد.
خواص و اثرات روان کننده بتن
روان کننده بتن به دلیل ترکیباتی که دارد با ایجاد نیروی الکتریسیته بین ذرات بتن، بیشتر ذرات سیمان را درگیر میکند. وقتی این ذرات از هم فاصله دارند آب داخل کلوخه مصالح محبوس نمیشود. آب آزادانه حرکت کرده و فعالیت شیمیایی خود را به راحتی انجام میدهند. با توجه به این مساله که ۷۰ درصد آب بتن در واکنش هیداراتاسیون شرکت نمیکند، کم کردن این میزان در بهبود کیفیت و مقاومت آن تاثیر بسزایی خواهد گذاشت.
برخی از خواص روان کننده بتن را در ادمه مرور میکنید:
- کاهش میزان آب به سیمان
- افزایش مقاومت نهایی بتن
- کاهش مقاومت در سنین پایین بتن
- حفظ اسلامپ در اثر تبخیر آب
- کاهش مصرف سیمان
- حفظ کارایی در مدت زمان طولانی در هوای گرم
البته به صورت غیرمستقیم هر افزودنی یک اثر بر بتن میگذارد. روان کننده هر چند برای تولید حباب در بتن نیست ولی ترکیبات لیگنو حتی تا ۶ درصد هوا در بتن ایجاد میکنند. توجه داشته باشید هوای دورن بتن در هوای سرد به هنگام بتن ریزی بسیار خطرناک و امکان تخریب بتن را در بر خواهد داشت. پس برای جلوگیری از این موارد در یخبندان بهتر است، مواد ضد کف و یا حداقل نوع اصلاح شده این افزودنی را استفاده کرد.
این خاصیت هوازایی در شرایط معمولی مشکلی را پیش نمیآورد، چون میزان افزایش مقاومت در اثر کاهش آب بسیار بالاست و این هوازایی در نتیجه نهایی مقاومت اثر چندان بدی نمیگذارد.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی روان کننده بتن
مواد شیمیایی تشکیل دهنده روان کننده بتن، نمکهای کلسیم، سدیم و آمونیوم هستند. کربوهیدراتها همانند شکر و پلی ساکاریدها و نمکهای ملامین غلیظ سولفوناته دار هم جزو این ساختارها هستند.
به دلیل وجود این ترکیبات در افزودنی مورد نظر اندکی وزن مخصوص بیشتر از آب خالص و حدود ۱.۱ تا ۱.۳ گرم بر سانتی متر مکعب دارند.
لیگنو سولفونات از ضایعات کارخانه کاغذسازی به دست میآید. به همین دلیل نوعی چربی گیاهی به حساب میآید و مقدار زیادی کربوهیدرات دارند. نمکهای کلسیم دار این مواد از نوع سدیم دار آن ارزانتر هستند.
با توجه با ساختار شیمیایی این مواد در گروههای زیر دسته بندی شده اند:
- کندگیر کننده: این مواد گیرش اولیه و نهایی سیمان را به تاخیر میاندازند.
- کاهنده آب: فقط در میزان آب مصرفی تغییر ایجاد میکند. میزان آب بتن حدودا ۴۰ درصد وزنی سیمان و ۲۰ درصد کل بتن است. اکثر این آب فقط اثر روان کنندگی دارد.
- کاهنده و تندگیر کننده: علاوه بر خاصیت کاهش آب، زمان گیرش سیمان را کم میکند. از این گروه در صنایع بتن پیش ساخته بیشتر استفاده میشود.
پس بنابر پروژه و عملیات عمرانی و شرایط محیطی افزودنی روان کننده مناسب برای کار مدنظر انتخاب میشود.
از ما مشاوره و راهنمایی بگیرید
صنایع شیمی ساختمان رامکا یکی از تولید کنندههای بزرگ و بسیار قدرتمند در زمینه تولید انواع افزودنیهای بتن و مواد شیمیایی ساختمانی است.
برای مشاوره در زمینهی استفاده از روان کننده بتن و سایر مواد افزودنی بتن میتوانید با کارشناسان فنی رامکا تماس بگیرید و مشاورهی رایگان دریافت نمایید.
۰۲۵۳۸۲۰۳۶۷۱
www.Ramkaco.com
میزان افزایش اسلامپ در این نوع روان کننده ها حدودا چقدر هست؟
روان کننده بتن رو در چه مرحله ای باید اضافه کرد به بتن؟