روان کننده بتن چیست؟

افزودنی‌های کاهنده آب یا همان روان کننده‌های بتن، یکی از پرکاربردترین افزودنی‌های مورد استفاده در بتن هستند که بتنی با کارایی مشخص تولید می‌کنند. این افزودنی‌ها موجب بهبود خواص بتن سخت شده، به خصوص افزایش مقاومت و دوام آن می‌شوند و بتنی تازه با خاصیت روانی بالا تولید می‌کنند. در این مقاله از بلاگ رامکا درصدد هستیم شما را با انواع روان کننده بتن، کاربردها و مزایای آن، خواص و معایب آن و… آشنا کنیم. پس تا انتهای مقاله «روان کننده بتن چیست» همراه ما باشید.

تاریخچه و معرفی روان کننده بتن

در سال ۱۹۳۲ اولین مرجع جهت کاربرد مقادیر پایین مواد ارگانیک به منظور افزایش روانی ترکیبات حاوی سیمان منتشر شد و در آن بیان شد نمک‌های سولفونات فرمالدهید نفتالین پلیمری شده، نقش مفیدی در کارایی بتن دارند. این مطلب از دهه ۱۹۳۰ تا اوایل دهه ۱۹۴۰ پیگیری شد و ترکیبات آن بهبود یافت.

لیگنوسولفونات‌ها تقریباً اساس همه افزودنی‌های کاهنده آب در دسترس را تا دهه ۱۹۵۰ تشکیل می‌دادند؛ یعنی تا زمانی که نمک‌های اسید هیدروکسی کربوکسیلیک توسعه یافت و توانست جایگاه مهمی را در این دسته محصولات به خود اختصاص دهد.

ترکیب شیمیایی روان کننده بتن چیست؟

گرچه بسیاری از افزودنی‌ها تحت چندین نام تجاری مثل ضدآب‌ها، متراکم‌کننده‌ها، آسان‌ساز کارایی و… در دسترس هستند، اما گاهاً دسته‌بندی این افزودنی‌ها بر اساس مواد شیمیایی به کار رفته در آن نیز انجام می‌شود. ترکیب شیمیایی این افزودنی، لیگنوسولفونات‌های اصلاح شده است. لیگنین ماده‌ای پیچیده است که تقریباً ۲۰% ترکیب چوب را تشکیل می‌دهد و طی فرایند تولید و ساخت کاغذ از چوب، مایعی اضافی تولید می‌شود که حاوی مخلوطی پیچیده از مواد، چون فراورده‌های تجزیه لیگنین و سلولز، محصولات سولفوناتی لیگنین، انواع گوناگون کربوهیدرات‌ها و… است.

چرا باید از روان کننده بتن استفاده کنیم؟

انواع روان کننده بتن، در زمره افزودنی‌های بتن قرار می‌گیرند و با افزایش میزان اسلامپ بتن موجب افزایش کارایی بتن تازه می‌شوند. در واقع این افزودنی‌ها باعث می‌شوند نسبت آب به سیمان در مخلوط بتن کاهش یابد، بدون اینکه بر خصوصیات گیرش بتن چندان تأثیری از خود بر جای گذارد. این تأثیر در روند اجرایی به شکل زیر انجام می‌شود:

• درحالت آزمایش با روانی برابر، با افزودن روان کننده به مخلوط بتن و همچنین کاهش نسبت آب به سیمان، در شرایطی که مقاومت‌های فشاری غیر محصور شده در تمام سنین بتن از مقاومت‌های کنترلی بالاتر می‌رود، بتنی با کارایی یکسان به دست می‌آید.
• در صورتی که افزودنی مستقیماً به عنوان قسمتی از آب به بتن اضافه شود، بتنی با خصوصیات مقاومتی بهتر حاصل می‌شود و کارایی بسیار بهتری نسبت به بتن کنترلی خواهد داشت.

بیشتر بخوانید: کاربرد روان کننده بتن

انواع روان کننده بتن

روان‌کننده‌های بتن از منظر ترکیب شیمیایی و نوع کاربرد، اقسام مختلفی دارند و بر اساس همین دو ویژگی، میزان تأثیر آن‌ها بر زمان گیرش بتن متفاوت است.

الف) بر اساس ترکیبات شیمی

چنان که گفته شد، افزودنی‌ها بر اساس پایه شیمیایی به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:

• روان کننده پایه نفتالینی (نفتالین فرمالدهید سولفوناته تغلیظ شده، ملامین فرمالدهید سولفوناته تغلیظ شده) که دسته اصلی انواع فوق روان کننده‌ بتن را شامل می‌شود.
• روان کننده پایه لیگنوسولفونات‌های اصلاح شده که شامل روان‌کننده‌ها می‌شود.
• روان کننده پایه کربوکسیلات اتر که شامل انواع ابر روان‌ کننده‌ بتن می‌شود.

ب) بر اساس نوع کاربرد

• افزودنی‌های روان‌کننده کندگیر: این گروه از افزودنی‌های بتن، زمان گیرش اولیه و گیرش نهایی را به تأخیر می‌اندازند؛ البته نباید این مطلب را نادیده گرفت که نمونه‌هایی از تسریع زمان گیرش اولیه در اثر به کار گرفتن این افزودنی‌ها نیز مشاهده شده است که می‌توان با تأخیر در زمان افزودن روان‌کننده، مانع آن شد. اضافه کردن این افزودنی، باید بر اساس درصدهای پیشنهادی تولیدکننده صورت گیرد، مگر اینکه شرایط خاصی برای گیرش مد نظر باشد.
• افزودنی‌های کاهنده آب با میزان گیرش عادی: انواع افزودنی‌ کاهنده آب، می‌توانند با ترکیبات شیمیایی خاص خود، هیدراتاسیون سیمان را سرعت بخشیده و با اثر دیرگیرکنندگی ترکیبات اصلی تشکیل دهنده این افزودنی‌ها مقابله کنند. معمولاً افزودنی‌های کاهنده آب که میزان گیرش عادی دارند، به گونه‌ای تنظیم می‌شوند که زمان گیرش بتن در محدوده زمانی ۱٫۵± ساعت نسبت به بتن شاهد قرار بگیرد.
• افزودنی‌های کاهنده آب تندگیر کننده: به طور معمول برای کاهش تأثیر دیرگیر کنندگی انواع افزودنی کاهنده آب، مقادیر مشخصی از تندگیر کننده‌ به این افزودنی اضافه می‌شود. برای تولید افزودنی‌های کاهنده آب تندگیر کننده، عوامل تندگیر کننده غیر کلریدی به آن اضافه می‌شود. در این افزودنی‌ها، میزان تسریع زمان گیرش، به نوع افزودنی، دمای محیط و نوع سیمان به کار رفته وابسته است.

خواص و تأثیر روان کننده بتن چیست؟

روان کننده‌های بتن بر میزان شکل‌پذیری (اسلامپ و روانی) بتن و همچنین خصوصیات بتن سخت شده، تأثیر ویژه‌ای دارند. به بیان دیگر روانی بتن تازه با افزودن کاهنده آب تحت تأثیر قرار می‌گیرد؛ میزان این تأثیر به قدری است که نه تنها منجر به تغییر در خصوصیات روانی بتن می‌شود، بلکه در خصوصیات و ویژگی‌های بتن سخت شده نیز منعکس می‌گردد. در ادامه این مقاله، چندی از فواید و تأثیرات خرید روان کننده‌ بتن و بکارگیری آن در پروژه‌های مختلف بیان خواهد شد:

• روان کردن بتن با کاهش نسبت آب به سیمان
• پراکنده کردن ذرات سیمان بتن
• کاهش میزان نفوذ‌پذیری بتن
• به وجود آوردن حالت خمیری در بتن
• کاهش مصرف سیمان
• افزایش مقاومت بتن
• حفظ کارایی بتن
• و…

معایب استفاده از روان کننده بتن چیست؟

بکارگیری بجا و مناسب از انواع روان کننده بتن، در واکنش سیمان با آب و میزان گیرش آن، باعث ایجاد تغییرات شگرفی می‌شود که نه تنها منجر به تغییرات مضر در خواص نهایی بتن نمی‌شود، بلکه به دلیل افزایش میزان اسلامپ، موجب سهولت بتن‌ریزی می‌گردد. اما باید در نظر داشته باشید که هنگام افزودن این سری از افزودنی‌ها به بتن، شناخت کافی از بتن داشته باشید.

بنابر تحقیقات انجام شده در صنعت بتن، ورود آب اضافی به بتن، کارایی را افزایش می‌دهد، اما موجب سقوط سایر خصوصیات بتن، مثل: مقاومت و مدول الاستیسیته و جذب آب و تخلخل نیز می‌شود. این در حالی است که اگر روان کننده بتن به میزان مناسب به بتن اضافه شود، نه تنها کارایی بتن افزایش می‌یابد، بلکه در سایر خواص بتن، مثل میزان مقاومت، میزان نفوذپذیری و… نیز تغییری ایجاد نمی‌شود. از این رو لازم است میزان استفاده از روان کننده بتن از سوی شرکت تولیدکننده اعلام شده و به همان میزان و در زمان مناسب از این محصول استفاده شود تا بکارگیری این محصول، موجب ارتقای خصوصیات بتن گردد.

مکانیزم اثر روان کننده در بتن

زمانی که سیمان با آب مخلوط می‌شود، به واسطه کم بودن نیروی جداکننده (نیروی دافعه) ذرات سیمان، ذرات به هم چسبیده شده و تولید کلوخه می‌کنند؛ با اضافه شدن روان کننده به مخلوط آب و سیمان، کلوخه‌ها از هم فاصله می‌گیرند. دلیل این مکانیزم، کاهش نیروهای جذب کننده و افزایش نیروی دافعه سطح ذرات سیمان است. در واقع این امر اجازه حرکت بیشتری به ذرات سیمان می‌دهد.

به طور کلی مکانیزم‌های عملکرد مختلفی در این رابطه مطرح شده که رایج‌ترین آن، نیروی دافعه الکتروستاتیکی است. در این مکانیزم با جذب ذرات افزودنی‌های کاهنده آب روی دانه‌های سیمان، دانه‌ها با بار منفی همراه شده و در نتیجه، دانه‌های سیمان که پیش از این جهت‌گیری نمی‌کردند، دارای بار منفی شده و به علت ایجاد نیروی دافعه الکتروستاتیکی از هم فاصله می‌گیرند.

مقدار و روش مصرف روان کننده در بتن چیست؟

میزان مصرف انواع افزودنی کاهنده آب، باید به صورت کاملاً دقیق از سوی شرکت تولیدکننده اعلام شود، اما به طور کلی میزان مصرف روان کننده بتن از ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصد وزن سیمان است. در تحقیق انجام شده از سوی Mehran Khan و Majid Ali ، میزان ۱% در طرح اختلاط مناسب معرفی شده و رایج‌ترین میزان مصرف روان کننده در بتن است.

اما روش مصرف انواع روان کننده بتن، بسته به نوع آن متفاوت است؛ برای مثال اگر روان کننده از نوع دیرگیر باشد، قابلیت افزودن به مواد خشک را دارد. این در حالی است که امکان اضافه کردن افزودنی‌های کاهنده آب به تراک هم وجود دارد و حتی افزودن آن در این مرحله، بیشترین تأثیر را بر بتن بر جای خواهد گذاشت؛ چرا که بعد از افزودن آن به بتن، زمانی تلف نخواهد شد.

بیشتر بخوانید: مقدار و روش مصرف روان کننده بتن

خرید و قیمت

افزودنی‌های کاهنده آب در زمره ارزان‌ترین انواع افزودنی‌های‌ بتن هستند که کارایی مطلوبی داشته و خواص مناسبی از خود در بتن بر جای می‌گذارند. قیمت روان کننده بتن با توجه به میزان غلظت محصول، حجم بسته‌بندی شده آن، برند محصول و… متفاوت است و کاملاً به شرکت تولیدکننده وابسته است.

صنایع شیمی ساختمان رامکا یکی از تولیدکنندگان انواع افزودنی‌های کاهنده آب است که به تولید و عرضه این محصول با ترکیبات شیمیایی متفاوت پرداخته و شیوه مصرف محصولات خود را روی گالن‌های محصولات درج نموده تا مصرف‌کنندگان به راحتی بتوانند از این محصول کارا در ساخت سازه‌های خود استفاده نمایند.

استانداردهای روان کننده بتن چیست؟

هر یک از افزودنی‌های بتن، استانداردهای خاص خود را دارند. افزودنی‌های کاهنده آب نیز مختص خود استانداردهایی دارند که لازم است شرکت‌های تولیدی به هنگام ساخت این مواد، به استانداردهای آن توجه نموده و مطابق با حداقل استانداردهای تعیین شده، محصول خود را تولید کنند. از جمله استانداردهای این محصول می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:

• ASTM C494 (الزامات مشترک)
• ISIRI 2930 (استاندارد ملی ایران در باب افزودنی‌های بتن، ملات و دوغاب)
• ACI 212.3r (کنترل و ارزیابی افزودنی بتن)

از دیگر استانداردهای پر کاربرد در این زمینه، استاندارد ملی ایران ۳۲۰۳ و ۳۲۰۶ و ۸۱۱۷ است که بیشتر به بررسی خواص بتن و… پرداخته‌ است. در نهایت می‌توان گفت افزودنی‌های کاهنده آب، از جمله پرکاربردترین و ارزان‌ترین انواع افزودنی‌ بتن هستند که بسته به نوع و ترکیبات شیمیایی، انواع مختلفی را شامل می‌شوند و لازم است میزان و روش مصرف آن از سوی واحدهای تولیدی اعلام شود، چرا که بکارگیری بیش از حد مجاز این افزودنی‌ها، مانع از عملکرد مناسب آن خواهد شد.