محتوا
روان‌کننده بتن چیست ؟
(فوق روان‌کننده بتن) Concrete superplasticizer محصولی است که در راستای ساخت بتنی با مقاومت بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد، فوق روان‌کننده بتن بر پایه نفتالین سولفونات بوده و با افزایش نیرو دافعه بین ذرات ریز سیمان باعث روان شدن ترکیب بتنی می‌شود و در نهایت ترکیب یکنواختی را ایجاد می‌کند. از طرفی با اضافه کردن این مواد، نسبت ترکیب آب به بتن حدود 30 درصد کاهش پیدا خواهد کرد و بدون تغییر در ساختار مواد، مقاومت و تراکم آن به صورت چشمگیری افزایش پیدا می‌کند به همین دلیل است که در مناطقی با آب و هوای سرد از فوق روان‌کننده‌ها در ساخت بتن استفاده می‌شود.
در واقع Concrete lubricant (روان‌کننده بتن) نوعی افزودنی به بتن است که مقدار استفاده آب در ترکیب را کاهش داده و باعث تسریع در فرآیند خشک شدن ترکیب بتنی نیز می‌شود. بعلاوه این روان‌کننده از ترکیبات معدنی و مواد آلی ساخته شده و بخش عمده‌ای از مواد سازنده آن، روان‌کننده بر پایه لیگنو سولفونات کلسیم بوده است و همین موضوع باعث افزایش مقاومت و استحکام بتن هم می‌شود. در واقع روان‌کننده با ایجاد نیرو منفی بین ذرات سیمان باعث بهتر باز شدن ترکیب روی سطح مورد نظر می‌شود و به دلیل روان بودن ترکیب بتنی تمامی خلاها و منافذ پوشیده خواهد شد.
روان‌کننده بتن خود به دسته‌ها و انواع مختلف تقسیم می‌شوند:
روان‌کننده دیرگیر: این روان‌کننده زمان خشک شدن ترکیب بتنی را به تاخیر انداخته و درصد استفاده آب در ترکیب را به شدت کاهش می‌دهد.
روان کننده زودگیر: با استفاده از این روان‌کننده زمان خشک شدن بتن کاهش پیدا می‌کند به طوری که می‌توان از آن در سازه‌هایی در آب و هوای سرد استفاده کرد.
روان‌کننده معمولی: با استفاده از این روان‌کننده، بتنی با کیفیت معمولی و سازگار با هر شرایط آب و هوایی شکل می‌گیرد.
کاربرد روان کننده در بتن
- امکان ریختن بتن با استفاده از پمپ
- بتن‌ریزی بخش‌هایی چون دیوارها، ستون‌ها و تیربرق‌ها
- امکان استفاده در سطوحی با تراکم بالا
- استفاده در ساخت بلوک‌های بتنی در حجم‌های مختلف
- مناسب برای استفاده در مناطقی با آب و هوای گرم و خشک
- ساخت بتن‌های مقاوم و با تراکم بسیار بالا
- ساخت بتن‌هایی با درصد جذب آب بالا
نحوه استفاده از روان‌کننده بتن
جهت استفاده از این روان‌کننده؛ ابتدا بهتر است مواد با 2 برابر حجم آب ترکیب و سپس به ترکیب بتنی اضافه شود، از آنجایی که این روان‌کننده باعث پاشیده شدن ترکیب بتنی می‌شود نباید از روان‌کننده‌ها بیش از حد مجاز استفاده کرد، در این صورت؛ بتن علاوه بر اینکه خاصیت چسبندگی خود را از دست می‌دهد، دیرتر از حالت عادی، خشک خواهد شد. معمولا مقدار روان‌کننده قابل استفاده در این ترکیبات که توسط آزمایشگاه‌های کارگاهی هم مشخص می‌شود حدود 0.5 تا 2 درصد وزن کل سیمان است.
14 مزیت استفاده از روان‌کننده بتن
- کاهش مصرف سیمان در ترکیب بتنی
- کاهش جذب آب در بتن و افزایش مقاومت بتن در برابر نفوذپذیری آب
- کاهش 12 درصدی استفاده از آب در ترکیب بتنی
- افزایش مقاومت بتن در برابر فشارها و عوامل مخرب خارجی
- کاهش ترک‌های ریز و سطحی در بتن
- کاهش انقباض بتن
- سازگاری با آب و هوای مختلف( گرم و خشک، سرد و مرطوب)
- پرکردن تمامی خلاها و حفره‌های خالی در قالبگیری و ساخت بتن
- ساخت بتن‌هایی با قالب‌های مختلف و متفاوت
- بالا بردن مدت زمان استفاده از ترکیب بتنی بدون خشک شدن
- ترکیب شدن با بتن‌های دانه درشت
- سهولت در پمپاژ کردن مواد بتنی
- افزایش کارایی و مقاومت بتن
- ساختن یک بتن صاف و بی نقص در بخش بتن‌های تزئینی
مشخصات ظاهری روان‌کننده بتن
روان‌کننده بتن مایعی به رنگ قهوهای تیره است که در بسته بندی با وزن‌های مختلف ارائه می‌شود، این مواد در دمای +30 تا به یک سال ماندگاری خواهد داشت و در تهیه آن سعی شده تا از مواد مضرری که ممکن است به محیط زیست آسیب برساند استفاده نشود. به همین دلیل است که این ترکیب فاقد هرگونه یون کلر می‌باشد.
ابر روان کننده کربوکسیلاتی بتن
از دیگر از مواد افزودنی به بتن که در شرایط بسیاری ویژه برای بتن‌های خاص استفاده می‌شود Concrete lubricant است. این ابر روان‌کننده پلی کربوکسیلات اتر ساخته شده و زمانی که به بتن اضافه می‌شود مقدار آب قابل استفاده در ساخت بتن را به صورت چشمگیری کاهش می‌دهد، سپس مقاومت بتن افزایش می‌یابد و در نهایت بافت بسیار نرم و یکنواختی از ترکیب بتنی به دست خواهد آمد. از این ابر روان‌کننده در ساخت هر نوع بتنی استفاده نمی‌شود و تنها در ساخت بتن‌های متراکم و بتن‌هایی که باید درصد مشخصی آب داشته باشند استفاده خواهد شد.
کاربردهای ابر روان‌کننده بتن
- ساخت بتن‌هایی با مقاومت و تراکم بسیار بالا
- امکان استفاده از ترکیب بتنی در ساخت قالب‌های تزریقی
- بتن ریزی در سطوح باریک
- بتن ریزی و کف سازی در جاده‌ها، سدها و فرودگاه‌ها
- بتن ریزی‌های چندلایه و حجیم
- قابل استفاده در مناطق سردسیری و مناطقی که دمای هوا به مرز یخ‌زدگی می‌رسد
- تولید بتن‌های پیش‌ساخته
- افزایش دوام و طول عمر بتن
- ساخت بتن‌های نفوذ‌ناپذیر در برابر آب
- قابل استفاده در بتن‌ریزی‌هایی زیر آب
فوق روان‌کننده‌های بتن، دسته‌ای از مواد افزودنی قدرتمند بر پایه نفتالین سولفونات هستند كه با ثابت نگه داشتن آب به سیمان باعث افزایش تراکم و همچنین افزایش كارپذیری ملات‌ها و بتن‌‌ها خواهند شد.
فوق روان کننده بر پایه نفتالین
کاهش آب بتن باعث صرفه‌جویی در مصرف سیمان و سادگی عمل تراکم و اختلاط بتن می‌گردد. بدیهی است که فوق روان‌کننده‌ها در مقایسه با روان‌کننده‌ها دارای اثر قوی‌تری هستند، اصلی‌ترین تفاوت افزودنی‌های فوق روان‌کننده با افزودنی‌های روان‌کننده بتن مقدار کاهش آبی است که استفاده از این افزودنی‌ها ممکن می‌سازند. فوق روان‌کننده‌ها می‌توانند مقدار آب اختلاط را تا بیش از ۱۲ درصد و برخی از انواع آن‌ها حتی تا ۳۰ درصد کاهش دهند.
خواص بتنی که در ساختار آن از افزودنی‌های بتن فوق روان‌کننده استفاده شده اصولا با کاهش میزان آب مصرفی محقق می‌شود تا حدی که اسلامپ برابر با بتن شاهد برسد. آب یک عنصر اصلی و مهم برای بتن تازه به منظور تامین پایداری مخلوط بتن و انجام هیدراسیون بتن است، ولی مصرف آب زیاد به دلیل کاهش پارامترهای مقاومتی بتن سخت شده مناسب نیست و توصیه نمی‌شود.
در واقع افزودنی‌های فوق روان‌کننده بتن یا همان کاهنده‌های شدید آب به موادی می‌گویند که:
• بدون تغییر در اسلامپ و روانی بتن، مقدار آب مخلوط بتن را به اندازه‌ی چشمگیری کاهش دهند،
• یا اینکه بدون تغییر مقدار آب، اسلامپ یا جریان روانی را به میزان چشمگیری افزایش دهند،
• و یا اینکه هر دو خواص را به طور هم‌زمان ایجاد کنند.
ویژگی‌ها و نحوه‌ی استفاده فوق روان کننده بر پایه نفتالین
(فوق روان‌کننده بتن) Concrete superplasticizer محصولی است که در راستای ساخت بتنی با مقاومت بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد، فوق روان‌کننده بتن بر پایه نفتالین سولفونات بوده و با افزایش نیرو دافعه بین ذرات ریز سیمان باعث روان شدن ترکیب بتنی می‌شود و در نهایت ترکیب یکنواختی را ایجاد می‌کند. از طرفی با اضافه کردن این مواد، نسبت ترکیب آب به بتن حدود ۳۰ درصد کاهش پیدا خواهد کرد و بدون تغییر در ساختار مواد، مقاومت و تراکم آن به صورت چشمگیری افزایش پیدا می‌کند به همین دلیل است که در مناطقی با آب و هوای سرد از فوق روان‌کننده‌ها در ساخت بتن استفاده می‌شود.
ویژگی‌های فوق روان کننده بتن
• ایجاد خاصیت دیرگیری در گیرش بتن
• آغاز تغییر حالت بتن از حالت خمیری به سخت
• افزایش کارایی بتن
• افزایش مقاومت فشاری و نفوذناپذیری بتن
کاربرد فوق روان‌کننده بتن
- قابل استفاده در سطوحی که به ظرفیت بتن ریزی بسیار زیاد
- قابل استفاده در تولید بتن‌های پیش‌ساخته با مقاومت بالا
- قابل استفاده در ساخت بتن در حجم بالا و مدت زمان کوتاه
- قابل استفاده در بتن‌ریزی‌هایی شیب‌دار و با سطوح مختلف
- قابل استفاده در ساخت بتن‌های مربوط به پل‌ها، ستون‌ها، دیوارها و فونداسیون
- قابل استفاده برای ساخت بتن‌های مسلح و غیر مسلح
- قابل استفاده در ساخت کف‌های صنعتی مستحکم
- به دلیل روان‌تر شدن ترکیب بتنی، از آن می‌توان در ساخت قالب‌هایی با طرح‌های مختلف استفاده کرد.
نحوه استفاده از فوق روان‌کننده بتن
به طور کلی اگر بیش از مقدار توصیه شده از مواد فوق روان‌کننده در بتن استفاده شود ترکیب بتنی جدا و سپس از هم پاشیده خواهد شد در نتیجه علاوه بر اینکه کیفیت اولیه را از دست می‌دهد به مقدار زمان بسیار بیشتری برای خشک شدن نیاز دارد. از طرفی افزایش فوق روان‌کننده در ترکیب بتن باعث ایجاد حباب شده و با ورود هوا به داخل آن، ترکیب دیرتر خشک می‌شود. به همین دلیل بهتر است میزان مواد مصرفی توسط آزمایشگاه کارگاه مورد نظر مشخص شود که معمولا این مقدار بین 0.45 تا 1.2 درصد وزن کل سیمان است.
ویژگی‌ها و مزایا فوق روان‌کننده بتن
- نسبت استفاده آب در سیمان را به حدود 30 درصد کاهش می‌دهد.
- باعث افزایش استحکام، کارایی، مقاومت و انسجام ترکیب بتنی خواهد شد.
- مقاومت بتن در برابر نفوذ آب را کاهش می‌دهد.
- با انواع سیما‌ن‌ها و ترکیبات بتنی سازگاری دارد.
- از هرگونه انقباض و یخ‌زدگی بر روی بتن جلوگیری می‌کند.
- هیچگونه تغییری در زمان خشک شدن بتن ایجاد نمی‌کند.
- مقدار استفاده سیمان در ترکیب بتنی را کاهش می‌دهد.
- با مصرف فوق روان‌کننده بتن میزان هزینه مصرفی ساخت بتن کاهش پیدا خواهد کرد.
- با همگن شدن دانه‌های سیمان، از جدا شدن دانه‌های سیمان در حین خشک شدن ترکیب جلوگیری می‌کند.
- مقاومت بتن را در برابر عوامل مخرب محیطی افزایش می‌دهد.
- در حین خشک شدن مانع از تشکیل حباب داخل بتن خواهد شد.
- زمان خشک شدن را کاهش می‌دهد به همین منظور در قالبگیری روند تولید بسیار سریع‌تر پیش خواهد رفت.
مشخصات ظاهری فوق روان‌کننده بتن
مواد فوق روان‌کننده بتن به صورت مایع قهوهای رنگی در بسته بندی‌هایی با وزن‌های مختلف ارائه می‌شوند، در ساخت این مواد سعی شده تا در راستای حفظ محیط زیست از یون کلر به هیچ عنوان استفاده نکنند به همین دلیل است که تنها می‌توان آن را به مدت یک‌سال در بسته بندی خود و به دور از تابش نور مستقیم خورشید نگهداری کرد .
فوق روان‌کننده دیرگیر بتن
Delayed superplasticizer (فوق روان‌کننده دیرگیر) یکی دیگر از افزودنی‌ها به بتن بوده که بر پایه پلی‌نفتالین سولفونات ساخته شده و اگر به ترکیب بتنی اضافه شود مقدار جذب آب را در ترکیب به شدت کاهش می‌دهد و زمان خشک شدن و گرفته شدن بتن را هم به تاخیر می‌اندازد. به طور کلی روان‌کننده‌ها با افزایش فاصله بین ذرات سیمان باعث جداشدگی و کشش یکنواخت در ترکیب می‌شوند تا بتن در قالب به صورت صاف و یکنواخت باز شود، از طرفی علاوه بر اینکه میزان استفاده از آب را کاهش می‌دهد، مصرف سیمان را به اندازه ۱۵ الی ۲۰ درصد پایین خواهد آورد.
کاربرد فوق روان‌کننده دیرگیر
- ساخت بتن‌هایی در حجم‌های بالا
- بتن‌ریزی در سطح‌های وسیع و گسترده
- مناسب برای سازه‌هایی در شرایط آب و هوایی گرم و خشک
- قابل استفاده در قالبگیری فرم‌دار و قالب‌های لغزان
- ساخت بتن‌هایی برای مسافت‌های طولانی
- قابل استفاده در سازه‌های باریک بتنی چون تیر، ستون، دیوار و ….
- قابل استفاده در بدنه سدهای آبی، تونل‌ها و کانال‌های آبی
- قابل استفاده در بلوک‌های بتنی از پیش ساخته شده
- قابل استفاده در بتن‌ریزی‌هایی با حجم وسیع و گسترده‌ای که برای خشک شدن نیاز به مدت زمان بیشتری دارند.
نحوه استفاده فوق روان‌کننده دیرگیر
فوق روان‌کننده دیرگیر به دلیل داشتن شکل مایع، بهتر است قبل از ترکیب با مواد خشک بتنی با آب ترکیب شود. معمولا مقدار مورد استفاده در هر ترکیبی بین ۱ تا ۱,۵ درصد وزن سیمان است اما در نهایت برای بهتر مشخص شدن این مقدار و اندازه مشخص آن، باید از طرف آزمایشگاه کارگاه مورد نظر اعلام شود که برای این حجم و نوع سیمان چه مقدار روان‌کننده دیرگیر مورد نیاز است. معمولا در این ترکیب فقط به اندازه ۲ برابر حجم روان‌کننده از آب استفاده شود، مصرف بیش از اندازه از این روان‌کننده در بتن باعث می‌شود تا زمان خشک شدن آن بیش از حد معمول طول بکشد و در کیفیت ظاهری و مقاومت بتن هم تاثیر زیادی بگذارد.
ویژگی و مزایا فوق روان‌کننده دیرگیر
- کاهش ترک‌های ریز در بتن
- کاهش استفاده آب و سیمان در ترکیب بتنی
- افزایش مقاومت بتن به دنبال پرشدن منافذ و خلاهای خالی
- افزایش زمان پرداخت در حین کار به روی بتن از جهت دیرگیر بودن آن
روان‌کننده زودگیر بتن
یکی دیگر از مواد افزودنی به ترکیب بتنی Instant lubricant (روان‌کننده زودگیر) است. با اضافه شدن روان‌کننده زودگیر به ترکیب علاوه بر اینکه حجم آب مورد استفاده کاهش پیدا می‌کند، مدت زمان خشک شدن بتن نیز کوتاه می‌شود. به همین دلیل است که از این روان‌کننده در ساخت بتن‌های قالبگیری استفاده می‌کنند تا روند کار سرعت بیشتری داشته باشد. روان‌کننده زودگیر هم همانند سایر روان‌کننده‌ها علاوه بر مواد آلی و معدنی که در ساختار خود دارد از موادی بر پایه لیگنوسولفانات ساخته شده است. این مواد با پراکنده‌کردن ذرات سیمان باعث روان‌شدن ترکیب می‌شوند و در نهایت بتنی با کیفیت بسیار بالا، بدون هیچگونه حباب و خلا ساخته خواهد شد.
کاربرد روان‌کننده زودگیر
- استفاده در بتن‌های پیش‌ساخته
- استفاده در بتن‌های تزئینی و پروژه‌های معماری
- استفاده در بتن‌ریزی‌های قالبگیری در حجم بالا
- قابل استفاده در قالب‌هایی با اشکال و زوایای مختلف و قالب‌های لغزنده
- قابل استفاده در سازه‌هایی با آب و هوایی سرد و خشک
- ترمیم سازه‌های درحال بهره‌برداری به جهت زود خشک شدن ترکیب بتنی
- قابل استفاده در ساخت قطعات پیش‌ساخته بتنی
نحوه استفاده روان‌کننده زودگیر
برای استفاده از این روان‌کننده حتما باید قبل از ترکیب آن با مواد اصلی خشک، با آب ترکیب شود، فراموش نکنید که به هیچ‌عنوان نباید روان‌کننده را با مواد خشک بتنی ترکیب کنید. معمولا حجم استاندارد قابل استفاده از این مواد در ترکیب بتنی حدود ۰,۵ تا ۰.۹ درصد حجم سیمان یا به ازای هر ۱۰۰ گرم سیمان یک کیلو روان‌کننده است، اگر از روان‌کننده زودگیر بیش از مقدار مشخص در ترکیب استفاده شود باعث پاشیدگی مواد از هم شده و علاوه بر اینکه از کیفیت و مقاومت بتن کاسته می‌شود، زمان خشک شدن ترکیب بتنی را نیز افزایش می‌دهد.
ویژگی‌ها و مزایای روان‌کننده زودگیر
- روان شدن ترکیب بتنی و پر شدن تمام حفره‌ها و حباب‌ها
- کاهش استفاده آب در ترکیب سیمان و بتن
- کاهش زمان خشک شدن ترکیب بتن
- افزایش مقاومت و انسجام بتن در برابر فشار، کشش و عوامل مخرب خارجی
- مناسب برای بتن‌ریزی‌هایی با حجم بسیار بالا و سطح بسیار وسیع
- افزایش سرعت بتن‌ریزی و پیشرفت کار
- سهولت پمپاژ مواد بتنی
تفاوت روان کننده و فوق روان کننده های بتن
یکی از خاصیت‌های اصلی، مهم و کاربردی بتن، روان بودن آن است. هنگامی که مخلوط بتن همگن شده به صورت پنوماتیک پاشیده یا ریخته می شود حتی در صورت حفظ مقاومت اولیه در برابر فشرده سازی حتی سطوح ناهموار که دارای خلل و فرج و قسمت هایی است که دسترسی به آن آسان نیست را هم به راحتی پر می کنند و می چسباند و به این وسیله می تواند باعث افزایش بیشتر مقاومت در سازه شوند. خانواده ای از پلیمرهای شیمیایی علت اصلی این خاصیت روان بودن در بتن ها هستند. روان کننده ها و فوق روان کننده های بتن که همچنین به نام کاهنده آب هم شناخته می شوند . آن ها به کاهش نیاز به آب برای سیمان کمک فراوان می‌کنند، و قوام بیشتری به سیمان می دهند بدون اینکه نیازی به رقیق کردن مخلوط با آب باشد. این مواد افزودنی، که به طور معمول در طول فرآیند ساخت و مخلوط کردن به سیمان اضافه می شوند ، اجازه می دهند تا مخلوط بتن تا زمان استفاده بدون از بین رفتن قوام آن ، قابل انعطاف و روان باقی بماند.
روان کننده ها و فوق روان کننده های بتن دارای خاصیت پراکنده کنندگی موقتی ذرات سیمان هستند که باعث می شود تا هیدراتاسیون کاملی برای هر ذره ی سیمان انجام شود و این قضیه باعث بهبود سیالیت و یا روان روی مخلوط سیمان می شود.
دستور العمل های رومی برای روان کنندگی بتن
اکنون که نسل سوم روان کننده ها و فوق روان کننده های بتن وارد بازار شده اند ، باید بدانیم که روان کننده های بتن در طول تاریخ هم نقش مهمی در این زمینه داشته اند . اگرچه عجیب به نظر می رسد ، بسیاری از نویسندگان این نظریه را دارند که رومی ها که به شدت از طرفداران بتن و کاربردهای مختلف آن بودند ، در بسیاری از اوقات از سفیده تخم مرغ به عنوان روان کننده ی بتن استفاده می کردند.
