فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن SUPER PLASTICIZERS چیست؟

در دوره اخیر برای بهبود خواص بتن و کاهش ضعف‌های آن، به تدریج مواد افزودنی مختلفی به صنعت بتن معرفی شده که مجهول ماندن آنها باعث ناشناخته ماندن فواید مهم این مواد و کاهش بهره­‌وری بتن است. استفاده درست از این مواد، نتایج دلخواه را به مصرف‌کنندگان می­‌دهد. در غیر این صورت شرایط معمولی وخیم‌تر شده و مزایای استفاده از افزودنی­‌های بتن، قابل درک برای استفاده‌کنندگان نخواهد بود.

یکی از مشکلات اصلی بتن، گرانروی آن است. گرانروی به زبان ساده، همان غلظت بتن است. برای برطرف کردن این مشکل و سهولت در بتن‌ریزی، افزودنی جدیدی به نام انواع روان کننده­‌ بتن و فوق روان کننده­‌ بتن به جامعه معرفی گردید که بعضاً این مواد با نام کاهنده آب بتن نیز نام‌گذاری شدند.

استفاده از این مواد اجباری نیست، ولی در صورت بهره بردن از این مواد در وقت و هزینه تمام شده پروژه صرفه‌جویی می­‌شود. حدوداً 30% آب مخلوط سیمانی در واکنش با سیمان شرکت می­‌کند و بقیه آب موجود مخلوط را روان می­‌کند. حال اگر ماده افزودنی به بتن اضافه شود که میزان آب لازم را کاهش دهد، بسیاری از خواص بتن حفظ شده و قابلیت­‌های جدیدی را نیز کسب می­‌کند.

انواع فوق روان کننده‌،­ بتن سفت با اسلامپ (آزمایش اندازه‌گیری غلظت بتن) کم را به راحتی به بتن روان و قابل ریختن تبدیل می‌­کند. این مواد می‌­تواند موجب کارایی، گیرش بتن، افزایش مقاومت نهایی، محافظت سیمان بتن و کاهش انقباض و ترک‌خوردگی شود و بتن را از ترک‌خوردگی حرارتی بهبود بخشد.

با این حال، به دلیل تاریخچه نه چندان طولانی این مواد، ابهاماتی در مورد مصرف آن­ وجود دارد و هر روزه شاهد ترکیبات جدید و روش­‌های مصرف نوین برای ایجاد حداکثر بهره‌وری به جامعه هدف هستیم.

 شناخت رفتارشناسی فوق روان کننده بتن در هنگام اختلاط با سیمان، چه در هنگام ساخت بتن تازه و چه بتن سفت شده، امری ضروری است. اخیراً سازمان­‌های حفاظت محیط زیست به طور جدی وارد حوزه‌های بتن شده‌اند، چرا که اثبات شده یکی از روش­‌های جلوگیری از تخریب محیط زیست، استفاده از بتن بازیافتی یا همان خرده بتن است. از این رو، استفاده از فوق روان کننده‌­ها در ساخت چنین بتن­‌هایی توصیه شده است.

انواع فوق روان کننده بتن

در بدو امر موادی بر پایه مونومرهای لیگنوسولفونات تولید شد و در حدود دهه 1930 میلادی به بازار معرفی گشت. این روان کننده­‌ها همان دیرگیر بتن بود که کمک فراوانی به صنعت بتن نمود و یکی از بزرگ‌ترین مشکلات بتن را رفع کرد.

در محدوده سال‌های 1960 تا 1965 میلادی، فعالان صنعت بتن، باز هم نیاز جدید در عرصه ساخت را با موادی بر پایه مونومرهای ملامین سولفونات ملامین و نفتالین برطرف کردند؛ موادی که به کاهنده­‌های قوی آب بتن معروف شدند.

این مواد در نواحی گرمسیری کاربرد بسیاری پیدا کردند و حتی در بعضی منابع، ایران جزو مشتریان ابتدایی این مواد شناخته شده است. مواد مذکور نسبت به مواد قدیمی‌تر خود حباب‌زایی کمتری دارند و کمتر به صورت پودری و عمدتاً به صورت مایع در بازار یافت می‌شوند.

در نظر داشته باشید به دلیل تنوع محصولات و کاربردهای متفاوت، دسته‌بندی کلی وجود ندارد؛ به همین دلیل تعدادی از معروف‌ترین انواع فوق روان کننده­‌ بتن در ذیل معرفی شده است:

• فرمالدهید ملامین سولفوناته فشرده
• فرمالدهید نفتالین سولفوناته فشرده
• آمینو اسیدها و مشتقات آنها

از اواخر دهه 70 میلادی، استفاده از نسل جدیدی از افزودنی‌های شیمیایی در بخش‌های مختلف صنعت بتن افزایش یافت. این افزودنی‌ها برای افزایش اسلامپ بتن، بدون نیاز به افزایش آب یا برای کاهش قابل ملاحظه آب طرح اختلاط بدون از دست رفتن اسلامپ استفاده شدند.

این افزودنی‌ها که به آنها نام فوق روان کننده بتن اطلاق می‌شود، بر پایه‌ی ملامین، نفتالین و پلی کربوکسیلات اتر تقسیم‌ شده‌اند. الزامات مربوط به افزودنی‌های تیپ F یا G استاندارد ASTM C494 و یا الزامات مربوط به افزودنی‌های تیپ 1 یا 2 استاندارد ASTM C1017 را تأمین کرده و به درستی به عنوان افزودنی‌های قوی کاهنده آب نیز شناخته می‌شوند.

برای تأمین الزامات مربوط به ASTM C494، این افزودنی‌ها باید قادر باشند تا مقدار آب مورد نیاز را نسبت به نمونه شاهد در روانی ثابت به میزان 12% کاهش دهند. همان‌طور که از این الزام برمی‌آید، قدرت کاهندگی آب این افزودنی‌ها بسیار بیشتر از افزودنی‌های کاهنده آب است و در مقدار یکسان استفاده از این دو افزودنی، بتن حاوی افزودنی فوق روان کننده، روانی بسیار بیشتری خواهد داشت.

این افزودنی‌ها که ابتدا در اواخر دهه 60 میلادی در آلمان و ژاپن عرضه شدند، در آغاز بر پایه ترکیبات نفتالین و ملامین سولفوتاته تغلیظ شده بودند. در آغاز دهه 80 میلادی، اقداماتی در جهت ساخت این افزودنی‌ها بر پایه ترکیبات پلی آکریلات انجام شد.

همچنین به دلیل قیمت مناسب ترکیبات با پایه لیگنوسولفونات، تلاش‌های بسیاری در زمینه تولید افزودنی‌های فوق روان کننده بتن با پایه این ترکیب شیمیایی انجام شد. این تلاش‌ها به ساخت افزودنی‌هایی با پایه لیگنوسولفونات اصلاح شده منجر گشت و در حال حاضر، این ترکیبات در کنار سایر ترکیبات با پایه پلی کربوکسیلات استفاده می‌شود.

این نگرانی منجر به توسعه محصولات جدیدی شد که توانایی حفظ کارایی بتن در مدت زمان بیشتری را داشتند. در دهه 80 میلادی افزودنی‌های فوق روان کننده با خاصیت حفظ کارایی طولانی که بسته به طرح اختلاط بتن و شرایط محیطی توانایی نگه داشتن کارایی بتن تا 2 ساعت را دارا بودند، توسعه یافتند.

این پیشرفت امکان آن را فراهم کرد که به جای اضافه کردن افزودنی فوق روان کننده بتن در پای کار، این افزودنی در محل ساخت به بتن اضافه شود. این امر خود می‌توانست باعث کاهش فرسودگی تراک و برطرف کردن نیاز به تجهیزات فرعی، مانند مخازن افزودنی متصل به تراک و سیستم‌های توزیع‌کننده افزودنی در تراک شود. نتیجه تمام این پیشرفت‌ها، افزایش استفاده از افزودنی‌های فوق روان کننده در تمام زمینه‌های موجود در صنعت بتن بود.

ترکیبات افزودنی‌های فوق روان کننده بتن

افزودنی‌های فوق روان کننده بتن بر پایه ترکیبات شیمیایی مختلفی ساخته می‌شوند. در ادامه مهم‌ترین ترکیبات شیمیایی استفاده شده در ساخت این افزودنی‌ها بررسی خواهد شد.

نفتالین فرمالدهید سولفوناته تغلیظ شده

این ماده از اولین مواد خامی بود که از دهه 1970 به عنوان یک عامل کاهنده آب با عملکرد گسترده در ترکیبات افزودنی‌ها مورد استفاده قرار گرفت. این ترکیب که با عنوان پلی نفتالین سولفونات (PNS) نیز شناخته می‌شود، از صنایع شیمیایی به دست می‌آید.

مشتقات نفت یا نفتالین زغال سنگ با استفاده از اسید سولفوریک غلیظ در دمای زیاد سولفوناته شده و سپس با فرمالدهید پلیمریزه شده و در مرحله بعد به نمک‌های سدیم و کلسیم تبدیل می‌شود.

این پلیمرها دارای وزن مولکولی نسبتاً کمی بوده و تعداد واحدهای نفتالین سولفوناته شده آنها بین 2 تا 10 می‌باشد. بدین ترتیب وزن مولکولی این پلیمرها در حدود 500 تا 2500 خواهد بود.

معمولاً با افزایش وزن مولکولی، خواص ایجاد شده بهتر خواهد بود. در شکل بالا نمونه‌ای از پلیمر نفتالین فرمالدهید سولفوناته نشان داده شده است. مطابق شکل، زنجیره‌های پلیمر به وسیله گروه CH₂ به یکدیگر متصل شده‌اند.

این زنجیره خطی بوده و امکان دوران حول گروه CH₂ را دارا است. بدین‌ترتیب، SO₃Na می‌تواند بالا یا پایین محور این زنجیره قرار گیرد. در نفتالین فرمالدهید سولفوناته گروه سولفوناتی SO₃ باید در موقعیت B روی حلقه بنزنی قرار گیرد. موقعیت‌های اتصال A و B در شکل زیر نشان داده شده است. در محیط محلول، مانند لیگنوسولفونات، SO₃Na به SO₃^- - و Na⁺ تجزیه می‌شود. بارهای منفی روی –SO₃^- عامل جذب شدن افزودنی روی ذرات سیمان و پراکنده کردن این ذرات از طریق نیروی دافعه الکتروستاتیک می‌باشد.

درصد وزنی مواد جامد محلول در آب محصولات تجاری معمولاً در حدود 25 تا 45 درصد می‌باشد. در این حالت افزودنی مورد نیاز در حالت محلول برای تولید بتن با ویژگی‌های تقریباً تراکم‌پذیر و روان، در حدود 1 تا 3 درصد وزن سیمان است.

بیشتر بخوانید: تأثیر فوق روان کننده بتن بر بتن سخت شده

ملامین فرمالدهید سولفوناته تغلیظ شده

این محصول شیمیایی در ابتدا در دهه 50 میلادی به عنوان یک عامل پخش‌کننده در صنایع مختلف گسترش پیدا کرد، اما تا 10 سال بعد از آن هم، امکان استفاده از آن در بتن شناخته شده نبود. این ماده با استفاده از روش‌های معمول رزینه شدن بر اساس فرایندهای نشان داده شده در شکل زیر تولید می‌شود. فرایند معمول تولید، منجر به تولید محصولی با مشخصات ارائه شده در جدول زیر می‌شود.

مفیدترین حالت زمانی است که وزن مولکولی متوسط حدود 30000 باشد. طول زمان پلیمریزاسیون بر وزن مولکولی مؤثر است. این ماده (ملامین فرمالدهید سولفونات) معمولاً به صورت منفرد یا در ترکیب با نفتالین فرمالدهید سولفوناته استفاده می‌شود.

زمانی که به طور منفرد استفاده می‌شود، کمترین تأثیر را روی هوای وارد شده و زمان گیرش دارد. اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک در بعضی از ترکیب‌ها وارد می‌شوند و باعث کاهش افت اسلامپ می‌گردند.

ساختار محصول نهایی، مشابه نفتالین فرمالدهید سولفوناته خواهد بود؛ جز اینکه یک حلقه ملامینی جایگزین حلقه دوتایی نفتالین شده و وزن مولکولی آن نیز بیشتر است. این ترکیبات تنها به صورت نمک‌های سدیم در دسترس هستند.

لیگنوسولفونات‌های اصلاح شده

افزودنی‌های با پایه لیگنوسولفونات به طور گسترده به عنوان افزودنی‌های کاهنده آب استفاده می‌شوند. استفاده از مقادیر معمول این افزودنی‌ها مقدار آب اختلاط را به میزان 6 تا 10 درصد کاهش می‌دهد. در مقادیری بیش از این، تأخیر بیشتر در زمان گیرش رخ داده و مقادیر بیشتری از حباب هوا ایجاد می‌شود و به همین دلیل است که نمی‌توان از این افزودنی‌ها به عنوان افزودنی‌های فوق روان کننده استفاده کرد. به دلیل هزینه کم استفاده از افزودنی‌های با پایه لیگنوسولفونات، همواره تمایل به ساخت افزودنی‌های فوق روان کننده با پایه این ترکیبات شیمیایی وجود داشته است.

لیگنوسولفونات‌ها ترکیباتی هستند که از سولفوناتاسیون مولکول لیگنین (که یک پلیمر بزرگ است) با پایه فنیل پروپان روی کربن a (اولین کربن متصل به گروه بنزنی) به دست می‌آید. واحد ساختمانی مولکول لیگنوسولفونات، بیشتر کمپلکس فنیل پروپان است که گروه‌های جایگزین شونده ممکن است فنولی یا کربوکسیلیک باشند. ساختار شیمیایی یک فوق روان کننده لیگنوسولفوناتی در شکل ذیل نشان داده شده است.

نتایج آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد افزایش وزن مولکولی لیگنوسولفونات‌ها، سبب افزایش روانی، تأخیر در زمان گیرش و کاهش جزئی مقاومت 24 ساعته می‌شود.

افزایش سولفوناتاسیون تأثیری بر کارایی و هوای وارد شده نداشته، اما زمان گیرش را کاهش می‌دهد. به طور کلی افزایش شکر در لیگنوسولفونات‌ها باعث افزایش زمان گیرش می‌گردد. برای بهتر شدن خواص روان‌کنندگی بتن، در مواردی که از نظر سایر خواص مکانیکی مجاز باشد، از درصد جزئی CO₂ به همراه لیگنوسولفونات‌ها استفاده می‌شود. این پلیمر نوعاً وزن مولکولی متوسطی حدود 20000 تا 30000 دارد. ساختار شماتیک ماکرومولکول لیگنوسولفونات در شکل بالا نشان داده شده است.

مطابق شکل مولکول لیگنوسولفونات به صورت کره‌ای است که در آن بارهای الکتریکی ناشی از گروه‌های سولفوناتی فعال، غالباً در سطح خارجی کره و گروه‌های کربوکسیل و سولفونات یونیزه نشده در داخل آن قرار دارند. لیگنوسولفونات‌های تجاری عمدتاً از نوع نمک سدیم یا کلسیم بوده و دارای حدود 1 تا 30 درصد ترکیبات هیدروکربنی هستند.

بیشتر بخوانید: خواص فوق روان کننده و تأثیر آن بر بتن تازه

پلی کربوکسیلات اترها

این ترکیبات که PCs یا پلیمرهای شانه‌ای نیز نامیده می‌شوند، جدیدترین انواع افزودنی‌های فوق روان کننده بتن بوده و برعکس نفتالین و ملامین فرمالدهید سولفوناته که عمدتاً از یک ساختار واحد تشکیل شده‌اند، خانواده‌ای از محصولات با ساختارهای شیمیایی متفاوت هستند.

شاکله پلیمری تشکیل‌دهنده این ترکیبات بر پایه پلیمریزاسیون آکریلیک اسید بوده که می‌تواند با گروه‌های مونومری دیگر جایگزین شده و به این ترتیب موجب اصلاح تعداد گروه‌های کربوکسیلاتی روی شاکله پلیمری گردد.

گروه کربوکسیلاتی با تشکیل نمک سدیم خنثی شده و با تجزیه Na⁺ در محیط محلول، بار منفی‌ به خود می‌گیرد؛ باری که نقطه اتصالی برای جذب افزودنی بر سطح ذرات سیمان می‌شود.

می‌توان از سایر پلی‌اترها یا ترکیبی از آنها نیز استفاده کرد و با تغییر n، معمولاً در محدوده 20 تا 80، وزن مولکولی را تغییر داد. این اقدامات در کنار تغییر تعداد گروه‌های پلی‌اتری جایگزین شده در امتداد زنجیره اصلی و تغییر طول این زنجیره، امکان ایجاد محدوده بزرگی از خواص را فراهم می‌کند. بدین‌ترتیب کوپلیمر پایه می‌تواند برای ایجاد خواص متعددی همچون افزایش مقاومت کوتاه‌مدت برای صنایع پیش ساختگی یا نگه داشتن زمان کارپذیری در ساخت بتن آماده تنظیم گردد.

پلی‌اتر وظیفه پراکنده کردن ذرات سیمان را بر عهده داشته و این کار را از طریق ایجاد ممانعت فضایی انجام می‌دهد. مکانیزم غالب در عملکرد افزودنی‌های پلی کربوکسیلاتی برای پراکنده کردن ذرات سیمان از طریق ممانعت فضایی بوده، در حالی که در افزودنی‌های با پایه ملامین و نفتالین سولفوناته و همچنین لیگنوسولفونات اصلاح شده، این عملکرد از طریق نیروهای دافعه الکتروستاتیکی صورت می‌گیرد. در ادامه مکانیزم عملکرد انواع این افزودنی‌ها بررسی می‌شود.

مزایای فوق روان کننده بتن

افزودن فوق روان کننده بتن، تغییرات کلی را در عمل آوری بتن به وجود می­‌آورد. در ضمن این تغییرات، نتایج عملکردی آزمایش‌های معروف بتن را شاهد خواهیم بود. آزمایش مقاومت، الاستیسیته و زمان گیرش از معروف‌ترین این آزمایش‌­ها است که در جدول ذیل به اختصار به چند مورد از موارد اصلی آن اشاره شده است.

بهبود کارایی بتن با حفظ اسلامپ آن	افزایش الاستیسیته بتن و در پی آن افزایش مقاومت نهایی بتن	پایایی بتن مخصوصاً در کاهش نفوذ‌پذیری در برابر آب
افزایش مقاومت در برابر نمک‌های زیان‌آور و محیط‌های کلریدی	تولید میکروسیلیس بتن	بهبود چسبندگی به آرماتورها و فولاد
مقاومت بهتر در برابر کربناسیون	دوام بیشتر	کاهش انقباض و خزش
بهبود زمان گیرش بتن	افزایش قابلیت پمپاژ بتن	کاهش هزینه نسبت به ابر روان کننده

با گسترش علوم و افزایش آگاهی، مردم جامعه متوجه این موضوع شدند که مقاومت فشاری نهایی بتن، دیگر تنها هدف ساخت بتن نیست، ولی یکی از عوامل اصلی شناخت بتن با کیفیت مقاومت آن است.

کاربرد فوق روان کننده بتن

در هنگام بتن‌ریزی توسط شرکت­‌های پیمانکاری و اجرایی پروژه، استفاده از افزودنی بسیار پرکاربرد شده، طوری که ما دیگر بتن بدون افزودنی نخواهیم یافت.

انواع فوق روان کننده‌­ بتن اخیراً به یکی از مواد اصلی شرکت­‌های مرتبط با صنعت بتن تبدیل شده است؛ به حدی که پیمانکاران و مجریان خبره طرح­‌های بتنی، همیشه این افزودنی بتن را در مجموعه خود دارند، تا در صورت بروز هر گونه مشکل مربوط به گرانروی بتن به جای افزودن آب به مخلوط بتنی از این ماده بهره ببرند. مهم‌ترین کاربردهای فوق روان کننده‌­ بتن به شرح ذیل است:

• وجود آرماتور بسیار زیاد
• محدود بودن فاصله آرماتور تا قالب و عدم امکان افزایش فاصله
• پمپاژ بتن با قیف و لوله (ترمی)
• عملیات بتن‌ریزی زیر آب
• نمای بهتر بتن‌ریزی (expose concrete)
• ارائه بتن­‌های خود تراز شونده (نیازمند بتن با اسلامپ بالا)
• ساخت بتن­‌های پر مقاومت و توانمند
• آب‌بندی با بتن (درزگیری با بتن)
• ساخت قطعات پیش‌ساخته بتنی
• استفاده برای شمع­‌های عمیق و نیلینگ و انکراژ در پایدارسازی گودها

استفاده از انواع فوق روان کننده­‌ بتن اهدافی در پی دارد. یکی از آن­ها رسیدن به کارایی مورد نظر با کاهش سیمان مصرفی است که موجب کاهش حرارت هیدراتاسیون می‌شود. حرارت هیدراتاسیون در پی واکنش آب و سیمان رخ می­‌دهد که دلیل اصلی آن، وجود آهک سیمان است. البته این مقدار کاهش سیمان باید توسط طراح و دستگاه نظارتی صورت پذیرد و ملزم به رعایت نکات اختلاط بتن می­‌باشد.

هنگامی از این ماده استفاده می­‌شود که بتن‌ریزی در مناطق پر آرماتور صورت گیرد؛ مناطقی که نیاز به بتن بسیار روان دارند. مهم‌ترین اثر فوق روان کننده‌­ها از طریق کاهش نسبت آب به سیمان با حفظ اسلامپ است که منجر به افزایش مقاومت و کاهش نفوذ‌پذیری می‌­شود.

خواص و اثرات فوق روان کننده بتن

با استفاده از روان کننده­‌ها می‌­توان در مناطق حساس سازه جهت افزایش ضریب اطمینان کلی کار از انواع فوق روان کننده‌­ بتن استفاده نمود. برای بررسی آزمایشگاهی تأثیر این مواد بر بتن، نیاز به ساخت دو نمونه بتن است؛ به این صورت که، در نمونه اول، با کاهش عیار (وزن سیمان در مخلوط بتنی) سیمان و استفاده از فوق روان کننده و در نمونه دوم با تثبیت عیار سیمان و افزودن فوق روان کننده بتن، نسبت آب به سیمان را کاهش می­‌دهند.

همان طور که در نمودار زیر مشاهده می‌­فرمایید، تغییرات اسلامپ نمونه A بتن معمولی و نمونه B بتن، با استفاده از روان کننده است که شاهد کاهش اسلامپ بتن در صورت استفاده از فوق روان کننده‌­ها خواهید بود. استفاده از انواع فوق روان کننده­‌ بتن، موجب کاهش تغییر شکل کلی سازه می‌شود. همین پایداری نسبی، افزایش ضریب ایمنی سازه در برابر بارهای وارده مثل زلزله را دارد. دلیل اصلی این موارد، کاربرد بیشتر فولاد در بتن است.

بتن روان‌­تر، قابلیت مصرف آرماتور را بالاتر می‌­برد. میزان هوای موجود در بتن تازه در صورت استفاده از افزودنی­‌های بتن می‌­تواند حداکثر دو درصد حجمی بیش از مخلوط کنترل (شاهد) باشد. مخلوط شاهد، همان نمونه اصلی و بدون مواد اضافی بتن است.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن به شکل مایع قهوه‌ای تا زرد رنگ با چگالی حدوداً 1150 کیلوگرم بر متر مکعب وجود دارد. این افزودنی فاقد یون کلر است و منعی در استفاده از آن در سازه‌­های بتن آرمه وجود نخواهد داشت. از لحاظ قلیائیت محلول بافر (خنثی) است و تغییری در ماده اصلی ایجاد نمی‌کند. محلول­‌های خنثی سازگار با محیط زیست هم هستند.

این مواد بر پایه ملامین سولفونات و فرمالدهید نفتالین می‌باشند. با توجه به خواص شیمیایی این گروه­‌ها و ترکیب با سیمان، بار منفی اطراف ذرات سیمان افزایش می‌یابد. این بار منفی سطح ذرات، باعث دافعه آنها از هم می­‌شود. فوق روان کننده­ بتن این فاصله را حفظ کرده و باعث حرکت بیشتر ذرات آب مابین ذرات سیمان می­‌گردد.

در شکل زیر زنجیره ملامین و روش ترکیب آن با فرمالدهید و در نهایت، پلیمری شدن را مشاهده می­‌فرمایید. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد افزایش وزن لیگنوسولفونیت­‌ها سبب افزایش روانی مخلوط بتن و اندک کاهش مقاومت یک روزه بتن می­‌گردد. پس بهتر است عمل‌آوری بتن تحت شرایط استاندارد صورت پذیرد تا شاهد بروز مشکل در پی گیرش بتن نباشیم.

به علت وجود ترکیبات فعال این افزودنی به هنگام استفاده و اختلاط با بتن، باید از استفاده دیگر افزودنی­‌ها خودداری شود؛ مگر اینکه این فرایند با نظر تخصصی کارشناسان شرکت صورت پذیرد.

روش مصرف فوق روان کننده بتن

از فوق روان کننده‌­ها می‌­توان به سه روش استفاده کرد:

1. بچینگ (محل ساخت بتن): روشی معمول برای افزودن روان کننده‌­ها است و باید با توجه به پروژه و نوع بتن مورد نیاز مورد استفاده قرار گیرد.
2. در محل پروژه: برای رسیدن به روانی بیشتر، این مواد در محل پروژه و پیش از بتن‌ریزی به مخلوط بتن اضافه می‌شود.
   

   

3. ترکیبی از بچینگ و محل (ریدوز): در موارد خاص به علت تغییر روانی بتن در مسیر یا تغییر شرایط و روانی بتن، علاوه بر بچینگ، در محل نیز از مواد فوق روان کننده بتن استفاده می­‌شود. این روش به دلیل ترکیب در چند مرحله و امکان تغییر در میزان افزودنی، بیشتر مورد استفاده قرار می­‌گیرد.

لازم است از توزیع یکنواخت ماده افزودنی در مواد پایه سیمانی اطمینان حاصل شود. پس اختلاط فوق روان کننده بتن با آب مصرفی، راه‌حلی اساسی برای رسیدن به این مهم است. در صورت امکان، لازم است پنجاه درصد آب به مخلوط اضافه شده و فوق روان کننده بتن به بقیه آب مخلوط اضافه شود. این میزان توسط شرکت­‌ها بین 0.3 تا 1.4 لیتر به ازای هر 100 کیلو گرم سیمان مصرفی است.

ایجاد بتن روان و خود تراز شونده بدون افزایش آب، بدون کاهش سیمان و در پی آن، حفظ مقاومت مورد نیاز بتن با استفاده از این مواد از اهداف استفاده از فوق روان کننده­‌ها است. توصیه می­‌شود این مواد، بخصوص نمونه پودری را به مخلوط خشک اضافه نکنید تا نتیجه بهتری را مشاهده بفرمایید.

بیشتر بخوانید: روش مصرف و میزان مصرف فوق روان کننده بتن

میزان مصرف فوق روان کننده بتن

لازم است آزمون­‌های تعیین میزان مصرف مواد فوق روان کننده بتن، توسط شرکت ارائه‌دهنده آن بررسی شود و بر حسب درصد وزنی بتن اعلام شود. استفاده بیش از حد فوق روان کننده بتن، سبب آب انداختگی بتن می­‌شود؛ زمان گیرش اولیه سیمان را حتی تا 48 ساعت به تأخیر می­‌اندازد و در نتیجه، کسب مقاومت فشاری مورد نیاز به تعویق می‌­افتد.

در این صورت، با تبخیر آب بتن، شاهد ترک خوردگی در سطح بتن خواهیم بود. در پی این رخداد، مشکلات اجرایی فراوان، از جمله: تغییر شکل خمیری بتن و کاهش کیفیت بتن به وجود می­‌آید.

خرید فوق روان کننده بتن

امروزه با توجه به افزایش مشغولیت­‌های افراد و کمبود زمان، خریدهای اینترنتی بسیار رایج شده و با مطالعه و آگاهی از محصولات شرکت­‌های مختلف، امکان تهیه ملزومات فراهم شده است. در این راستا تهیه بتن و افزودنی­‌های آن نیز توسط شرکت­‌ها صورت می­‌پذیرد. در صورت نیاز به خرید و مشاوره تخصصی فوق روان کننده بتن، می­‌توانید با کارشناسان تخصصی رامکا تماس حاصل فرمایید تا در اسرع وقت نیاز شما برطرف شود.

استانداردهای فوق روان کننده بتن

استفاده و رعایت تمامی نکات استاندارد شماره 2930 قسمت اول و دوم، امری لازم در زمینه استفاده از مواد افزودنی بتن است. استفاده از انواع روان کننده­‌ بتن در این استاندارد، باید مقاومت بتن را با توجه به نیاز پروژه و رسیدن به استاندارد از پیش تعیین شده تأمین کند.

در هنگام استفاده از فوق روان کننده بتن، باید از سازگاری سیمان مصرفی و ماده افزودنی با یکدیگر اطمینان حاصل شود. بررسی اسلامپ یکی از این آزمایش­‌های معمول است. مقررات ملی ساختمان، محدودیتی برای اسلامپ پس از مصرف افزودنی در نظر نگرفته است، ولی ممکن است طراحان یا ناظرین پروژه، محدودیت خاصی برای آن تعریف نمایند.

بیشتر بخوانید: تفاوت روان کننده، فوق روان کننده و ابر روان کننده بتن

انبارداری فوق روان کننده بتن

تولیدکننده متعهد لازم است به ثبت مشخصات فوق روان کننده بتن، از قبیل: نام محصول، محدوده وزن پیشنهادی مصرف به نسبت حجم بتن مصرفی، زمان تولید و تاریخ مصرف روی بسته محصول بپردازد.

این مواد باید در انبارهای سرپوشیده نگهداری شود و در معرض نور مستقیم آفتاب و رطوبت قرار نگیرد؛ چون حفظ و نگهداری بسته‌بندی محصول، همان حفاظت از ماده افزودنی است.

گذشته از این، لازم است از یخ زدگی محصول جلوگیری شود. در صورت یخ زدن، به هیچ عنوان آن را حرارت ندهید، چون محصول واکنش‌پذیر است و خواص خود را از دست می‌­دهد.

این گروه از افزودنی‌های بتن، به دلیل نداشتن ترکیبات مخرب مشکل زیست محیطی ندارند و در صورت تماس با دست، شست و شوی دست­‌ها با آب و صابون کافی‌ است.

عملکرد فوق روان کننده بتن

بررسی حفظ و مداومت روانی بتن و مقاومت فشاری بتن و مقدار هوای بتن تازه و زمان گیرش اولیه، در کنار بررسی کاهش میزان آب مصرفی به هنگام استفاده از مواد افزودنی بتن لازم است.

آب اضافی بتن که در واکنش با سیمان شرکت نمی­‌کند، حدود هفتاد درصد آن است. این آب اضافی مقاومت بتن را پایین می­‌آورد و این کاهش مقاومت، سبب کاهش دوام و پایداری بتن می­‌شود.

بنابر مقررات ملی ساختمان مبحث نهم، در طرح و اجرای ساختمان­‌های بتن آرمه - همان‌گونه که در صفحه 522 ویرایش سال 1399 ذکر شده- پس از افزودن روان کننده، محدودیتی در مورد حداکثر اسلامپ وجود ندارد؛ مگر اینکه در طرح اختلاط در اجرای پروژه، استاندارد خاصی از قبل تعریف شده باشد.

باردار کردن ذرات الکترواستاتیکی سیمان، واکنش اصلی انواع روان کننده‌­ بتن است. استفاده از فوق روان کننده­‌ها فضای میان ذرات سیمان را گسترش می­‌دهد و به دلیل عبور آسان­‌تر آب از میان ذرات سیمانی، معمولاً بین 10 تا 25 درصد از نیاز آبی مخلوط بتن را می­‌کاهد.

نشستن مواد فوق روان کننده بتن روی ذرات سیمانی، موجب فرآیند و واکنش شیمیایی غیر قابل برگشت می‌شود. بنا بر نتایج آزمایش تحقیقات، جذب مواد فوق روان کننده توسط سیمان­‌های مختلف متفاوت است. بدین‌ترتیب که سیمان تیپ سه، جذب بالاتر از تیپ یک و تیپ دو دارد.

هر چه سیمان نرم­‌تر باشد، میزان جذب مواد افزودنی آن بیشتر می­‌شود. این مواد پس از اضافه شدن به صورت محلول مجزا در مخلوط باقی نمی‌­ماند، ولی ترکیبات کاهنده آب آن به میزان بسیار کمی در شرایط سخت اختلاط غیر قابل حل شدن در محلول آبی هستند.

بسته‌بندی و نگهداری فوق روان کننده بتن

به طور کلی این افزودنی­‌های اصلاح شده نسل اول روان‌سازها را در ظروف پلی اتیلنی چگال نگهداری می­‌کنند؛ چرا که نگهداری آن­ها در بسته‌بندی­‌های فلزی امکان ایجاد واکنش شیمیایی با ظرف و در نتیجه تغییر در عملکرد ماده را خواهد داشت.

انواع فوق روان کننده بتن، کاربرد رایج‌تری در صنعت بتن‌سازی دارد و معمولاً جهت استفاده‌­های متفاوت، مثل: ساختمان‌سازی عادی، پل‌سازی و تونل‌سازی از دبه­‌های 20 تا 25 کیلوگرمی آن استفاده می‌شود.

منبع +++