ساخت فوق روان کننده بتن: ترکیبات شیمیایی و مکانیزم عملکرد

فوق روان کننده بتن دومین نسل از افزودنی‌های کاهنده آب است که بیشتر از نسل اول روان کننده‌ها اسلامپ بتن را افزایش داده و در نهایت با کاهش نسبت آب به سیمان، مقاومت بتن را بالا می‌برد. این ماده برخلاف روان کننده‌ها که از لیگنوسولفونات‌های اصلاح شده تولید شده‌اند، از ترکیباتی چون نفتالین فرمالدهید و ملامین فرمالدهید تشکیل شده است؛ ترکیباتی که با عملکرد گسترده در افزودنی‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما این ترکیبات چه ویژگی‌هایی دارند و مفیدترین حالت آن‌ها در چه زمانی است؟ در ادامه همراه ما باشید تا ضمن تبیین مختصر فوق روان کننده بتن، ترکیبات شیمیایی ساخت فوق روان کننده بتن را بررسی کنیم.

فوق روان کننده بتن چیست؟

فوق روان کننده بتن گونه‌ای از افزودنی‌های بتن است که بدون ایجاد هر گونه تأثیرات جانبی ناخوشایند روی مخلوط بتنی، اسلامپ و روانی بتن را افزایش داده و مقاومت بتن را در حد مطلوبی افزایش می‌دهد. این افزودنی بتن به واسطه ترکیبات شیمیایی ویژه‌اش، تأثیرات متفاوتی روی بتن تازه و سخت شده بر جای می‌گذارد؛ برای مثال میزان نفوذپذیری را کاهش داده و در مقابل، دوام و مقاومت بتن را افزایش می‌دهد.

مکانیزم عملکرد این افزودنی به این صورت است که با باردار کردن ذرات الکترواستاتیکی، فضای میان ذرات سیمان را افزایش می‌دهد تا به واسطه راحتی عبور آب از میان ریزدانه‌های سیمان، حدود ۱۰ تا ۲۵% از نیاز آبی مخلوط کم شود.

روش ساخت فوق روان کننده بتن

همان‌طور که گفته شد فوق روان کننده‌ها دومین نسل از افزودنی‌های کاهنده آب هستند که برخلاف نسل اول، دو ترکیب شیمیایی در ساخت آن‌ها استفاده شده است. دو ترکیب شیمیایی به نام‌های ملامین فرمالدهید و نفتالین فرمالدهید که هر یک ویژگی‌های خاصی داشته و با خاصیت دافعه الکترواستاتیکی مانع از به هم چسبیدن ذرات سیمان می‌شوند. در نتیجه ذرات سیمان کلوخه نشده و در نهایت، بتنی روان و یکدست تولید می‌گردد. در ذیل ترکیبات شیمیایی ساخت فوق روان کننده بتن بررسی خواهد شد.

ملامین فرمالدهید سولفونات

این ترکیب شیمیایی برای اولین بار در دهه ۵۰ میلادی مورد استفاده قرار گرفت. اصلی‌ترین ویژگی‌ آن، عامل پخش‌کنندگی بود. در واقع این ویژگی باعث شد تا ۱۰ سال بعد امکان استفاده از آن در بتن مهیا شود. این ترکیب معمولاً به تنهایی یا در ترکیب با نفتالین فرمالدهید استفاده می‌شود.

در صورت استفاده تنها از این ترکیب شیمیایی، کمترین تأثیر روی میزان هوای وارد شده و زمان گیرش بر جای خواهد ماند. فرایند معمول ساخت فوق روان کننده بتن با رزین آنیون ملامین فرمالدهید سولفونات، منجر به تولید محصولی با مشخصات ذیل خواهد شد:

ساختار محصول نهایی ساخته شده با این ترکیب، مشابه نفتالین فرمالدهید است؛ تنها تفاوت موجود میان آن دو، جایگزین شدن یک حلقه ملامینی به جای دو حلقه نفتالینی و وزن مولکولی بیشتر است؛ تا جایی که مفیدترین وزن مولکولی متوسط این محصول، حدود ۳۰۰۰۰ خواهد بود. البته باید به این مسأله توجه داشت که طول زمان پلیمریزاسیون بر وزن مولکولی مؤثر است.

نفتالین فرمالدهید سولفونات

نفتالین فرمالدهیدها از جمله اولین موادی هستند که به عنوان کاهنده‌های آب مورد استفاده قرار گرفتند و به واسطه عملکرد مطلوبشان اهمیت زیادی دارند. این ترکیبات که با نام پلی نفتالین سولفونات نیز شهرت دارند، از ترکیبات شیمی هستند که در ساخت افزودنی‌های کاهنده آب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ترکیب شیمیایی این ماده به صورتی است که با استفاده از اسید سولفوریک غلیظ شده در دمای بالا سولفوناته می‌شود، سپس با فرمالدهید پلیمریزه شده و در نهایت به نمک‌های سدیم و کلسیم تبدیل می‌گردد. این پلیمر وزن مولکولی کمی داشته و تعداد واحدهای نفتالین سولفوناته شده آن‌ بین ۲ تا ۱۰ است. در صورتی که وزن مولکولی این پلیمرها بیشتر باشد، خواص ایجاد شده بهتر خواهد بود. زنجیره‌ این پلیمر که با گروه CH2 به هم متصل می‌شوند، خطی هستند و امکان دوران پیرامون CH2 را دارند. بدین‌ترتیب –SO3Na می‌تواند بالا یا پایین محور زنجیره ایجاد شده قرار گیرد.

مشاهده سریع

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن نئون NEON

کاهنده قوی آب و روان کننده بتن در مدت بسیار کوتاه

امتیاز 4.00 از 5

مشاهده سریع

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن آرگون ARGON

مناسب برای تولید بتن در کارخانه‌ها و پروژه‌ها

امتیاز 4.00 از 5

مشاهده سریع

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON

افزایش روانی و مقاومت بتن در هوای گرم

امتیاز 4.08 از 5

مشاهده سریع

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن پایتون PYTHON

افزایش روانی بتن در محل بتن‌ریزی، ویژه لوله پمپاژ طولانی

امتیاز 4.25 از 5

مشاهده سریع

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن کوانتوم QUANTUM

کاهنده آب بسیار پر قدرت، ویژه آب به سیمان بسیار پایین

امتیاز 4.13 از 5

مشاهده سریع

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن زنون XENON

ویژه تولید بتن در بچینگ در فصل زمستان، با حفظ اسلامپ مناسب

امتیاز 4.29 از 5

مشاهده سریع

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن رادون RADON

حفظ اسلامپ طولانی، ویژه بچینگ و بتن‌ریزی در هوای گرم

امتیاز 3.89 از 5

مشاهده سریع

ابر روان کننده بتن

ابر روان کننده بتن پالادیوم PALLADIUM

پر قدرت برای روان کردن بتن هنگام تخلیه در محل پروژه

امتیاز 4.64 از 5

درصد وزنی جامدات محلول در آب حدود ۲۵ تا ۴۵% است. در این حالت افزودنی مورد نیاز به شیوه محلول برای تولید بتنی با ویژگی‌های تراکم‌پذیر و روان، حدود ۱ تا ۳% وزن سیمان خواهد بود.

تفاوت سایر مواد شیمیایی با ترکیبات ساخت فوق روان کننده بتن

همان‌طور که گفته شد دو ترکیب اصلی نفتالین و ملامین، به طور اختصاصی برای تولید افزودنی فوق روان کننده بتن استفاده می‌شوند. این در حالی است که در نسل اول افزودنی‌های کاهنده آب، لیگنوها جایگاه این دو ترکیب شیمیایی را به خود اختصاص داده‌ بودند. واحد ساختمانی مولکول این ترکیب، کمپلکس فنیل پروپان است و نتایج آزمایشات انجام شده به این مطلب اشاره دارد که افزایش وزن مولکولی لیگنوها، نه تنها روانی را افزایش داده، بلکه باعث تأخیر در زمان گیرش شده و مقاومت ۲۴ ساعته را کاهش می‌دهد.

در مقابل این ترکیب، کربوکسیلات‌ها ترکیب اصلی روان‌کننده‌های نسل سوم هستند که در مقایسه با ملامین و نفتالین از ساختاری واحد تشکیل شده‌اند. انواع پلی کربوکسیلات اتر برای پراکنده کردن ذرات سیمان از ویژگی ممانعت فضایی خود بهره می‌گیرند و این در حالی است که ملامین و نفتالین به دلیل نداشتن این ویژگی، روی ویژگی‌ اصلی خود یعنی دافعه الکترواستاتیکی تمرکز داشته و با این ویژگی مانع از کلوخه شدن ذرات سیمان می‌شوند.

مکانیزم عملکرد ترکیبات ساخت فوق روان کننده

اصلی‌ترین ویژگی ترکیبات فوق روان کننده بتن، توانایی آن‌ها در پراکنده کردن ذرات است. بر اساس آنچه در مشاهدات الکترونی نشان داده شده است، در صورت اضافه شدن فوق روان کننده به مخلوط بتنی، کلوخه‌های سیمان از هم جدا شده و ذرات سیمان پخش می‌شوند. در واقع ترکیباتی که در ساخت فوق روان کننده بتن استفاده می‌شوند، با نزدیک شدن به کلوخه‌ها، آب به تله افتاده آن‌ها را خارج کرده و بدین‌ترتیب، دانه‌های سیمان به صورت مجزا از هم در مخلوط بتنی حضور پیدا می‌کنند؛ بدون اینکه هیچ‌گونه تغییری در میزان حجم مخلوط ایجاد شود.

در چنین شرایطی روانی به همان مقدار پیش از اضافه کردن افزودنی کاهش می‌یابد. فاصله میان ذرات نیز کمتر شده و در نهایت، مقدار کمتری از فراورده‌های واکنش هیدراتاسیون برای ایجاد گیرش و افزایش مقاومت مورد نیاز خواهد بود.

بیشتر بخوانید: مزایای استفاده از فوق روان کننده بتن

همان‌طور که گفته شد برای ساخت فوق روان کننده بتن لازم است از ترکیبات شیمیایی خاصی که این محصول را از نسل‌های قبل و بعد آن متمایز می‌کند، استفاده شود. در این صورت قیمت فوق روان کننده بتن در شرکت‌های تولیدکننده آن تفاوت فاحشی نخواهد داشت؛ چرا که ترکیبات به کار رفته در آن تقریباً یکسان است و تنها دوز مصرف آن متفاوت بوده و این در نوسان قیمت آن مؤثر خواهد بود. ترکیبات یکسان به کار رفته در این محصولات باعث می‌شود هر یک از مشتریان به راحتی دست به خرید فوق روان کننده بتن بزنند؛ چرا که کارایی این محصولات یکسان بوده و تنها تفاوت آن در میزان مصرف آن است که توسط شرکت تولیدکننده تعیین می‌شود.

در این مقاله به صورت جامع و کاربردی هر آنچه لازم است درباره ترکیبات شیمی ساخت فوق روان کننده بتن بدانید در اختیار شما قرار گرفت و علاوه بر مکانیزم عملکرد آن، تفاوت ترکیبات اصلی این محصول با ترکیبات نسل‌های اول و دوم نیز بررسی شد. امیدواریم با مطالعه این مطلب توانسته باشید اطلاعات خود را در این زمینه تکمیل کنید. در پایان خواهشمندیم دیدگاه‌های خود را در رابطه با ترکیبات ساخت فوق روان کننده بتن با ما به اشتراک بگذارید.