روان کننده بتن ماده ای از دسته افزودنی ها است که به بتن اضافه می شود تا کارآیی آن را بهبود ببخشد، روان کننده ها ا زطریق کاهش کشش سطحی آب و افزایش قابلیت پخش ذرات سیمان، باعث افزایش قابلیت پمپاژ، روانی و کارآیی بتن می شوند. همچنین با کاهش مقدار مصرفی آب، از جداشدگی سنگدانه ها جلوگیری کرده و موجب افزایش استحکام و مقاومت بتن می گردد.
روان کننده بتن چیست
در بتن ریزی پروژه های عمرانی، روانی و کارپذیری بتن مورد استفاده از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا غالبا بتن مورد نظر با پمپ ریخته شده و در صورت نداشتن روانی مورد نظر، این کار به درستی قابل اجرا نمی‌‌باشد. از طرفی، در صورتی که برای رسیدن به روانی مورد نظر، نسبت آب مصرفی بتن را افزایش دهیم، کیفیت و مقاومت بتن نهایی به طور محسوسی پایین می آید و سطح بتن دچار ترک هایی خواهد شد.
بهترین راه حل این مشکل، استفاده از افزودنی روان کننده بتن می باشد. روان کننده های بتن که افزودنی‌های کاهنده آب نیز نامیده می شوند از مواد آلی و یا ترکیب آنها با مواد معدنی بدست می آیند. این افزودنی ها، علاوه بر افزایش روانی بتن و کاهش آب مصرفی، موجب تراکم و قوام هرچه بیشتر مصالح بتن نیز خواهند شد و نیاز به ویبره زنی در بتن را کاهش می دهند تا در مواقعی که دسترسی برای ویبره زدن بتن مشکل است، با خیال آسوده تری بتن ریزی را انجام دهیم.
مکانیزم اثر روان کننده بتن
روان كننده هاى بتن از طريق مكانيزم هاى زير باعث بهبود خواص و روانی بتن می شوند :
پراكندكى الكترواستاتيكي : بسيارى از روان کننده ها داراى بارالكتريكي هستند و با پخش شدن روى ذرات سيمان باعث دفع
الكترواستاتيكى و پراكندگى آنها مىﺷوند.
ايجاد فيلم روغنى : برخى روان كنده ها مانند نفتالين سولفونات فيلم روغنى ايجاد می كنند كه موجب كاهش اصطكاك می شوند.
كاهش كشش سطحي : روان كنده ها با كاهش كشش سطحى آب مانع چسبندگى و جذب آب توسط ذرات می شوند.
واكنش هاى شيميايى : برخى روان كننده ها از طريق واكنش با سيمان موجب تسريع يا كند شدن گيرش می شوند.
اثر قالب بری : روان كننده ها با كاهش اصطكاک با قالب موجب پركردن بهتر قالب و كامش حباب هوا می شوند.
حباب زايى : روانكنده هايى مانند پودر آلومينيوم با ايجاد حباب هوا موجب روانى بتن می شوند.
کاربرد روان کننده بتن
انواع متنوعی از محصولات روان کننده بتن بر پایه های مختلف وجود دارد که هرکدام دارای خصوصیات متفاوتی هستند.با توجه به نوع نیاز و محصول انتخابی می توان کاربرد های متفاوتی از روان کننده ها انتظار داشت که در ادامه به آنها می‌پردازیم:
- مناسب برای پایدارسازی گود به صورت های نیلینگ و انکراژ جهت استفاده در منطقه‌های گرمسیر
- مناسب برای بتن های با سطح نمایان و پروژه های معماری (سطوح اکسپوز)
- مناسب برای پروژه های دارای بتن های با مقاومت و عملکرد بالا
- مناسب برای استفاده در بتن هایی با جذب کننده آب بسیار
- مناسب برای استفاده در انواع دیوارها، سقف و ستون ها
- مناسب برای بتن ریزی با تراکم آرماتوربندی پیچیده
- مناسب برای بتن های پرتابی با خواص خمیری بالا
- مناسب برای استفاده در بتن ریزی با پمپ
- مناسب برای تولید انواع بلوک بتنی و آجر
- مناسب برای تولید بتن پیش تنیده
- مناسب برای بتن های خودتراکم
مزایا روان کننده بتن
- کاهش جمع شدگی در سیمان و بالا بردن مقاومت در بتن
- کاهش نسبت آب به سیمان و بهبود مکانیکی بتن
- صرفه جویی در مصرف سیمان با حفظ مقاومت
- افزایش کارایی در مکان هایی دور از دسترس
- افزایش مقاومت و استمرار در برابر نفوذ آب
- افزایش روانی بتن و شکل پذیری راحت آن
- کم کردن ناپیوستگی و نفوذ پذیری سیمان
- استفاده راحت در عملیات های بتن ریزی
- کم شدن حرارت هیدراتاسیون در بتن
معایب روان کننده بتن
استفاده از روان كنده هاى بتن با وجود مزاياي فراوان، می تواند معايبى نيز داشته باشد:
- احتمال ايجاد حفره ها و سوراخ هاى هوا در بتن در صورت مصرف زياد
- احتمال كاهش مقاومت بتن در صورت مصرف بيش از حد روان كننده
- افزايش خطر جداشدگى و نشست بتن در صورت استفاده نادرست
- نياز به مراقبت هاى ویژه در نگهدارى و انبارش روان كننده ها
- تاثير منفى بر روى خواص بتن در درازمدت در برخى موارد
- تاثير منفى بر روى محيط زيست در برخى انواع شيميايى
- افزايش خطر آلودگى و گرفتگى مجارى و پمپ های بتن
- افزايش هزينه تمام شده بتن به دليل قيمت روان كننده
انواع روان کننده در بتن
روان کننده های بتن بر اساس پایه و ساختار شیمیایی به انواع زیر تقسیم می شوند:
- فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات
- فوق روان کننده بر پایه نفتالین سولفونات
- فوق روان کننده بر پایه ملامین سولفونات
- فوق روان کننده بر پایه لیگنو سولفونات
- فوق روان کننده پلی کربوکسیلات
فوق روان کننده کربوکسیلات بر پایه پلی کربوکسیلات اتر است که ساختار شیمیایی آن ها بر پایه زنجیره های طولانی کربنی است. این ترکیبات دارای گروه های کربوکسیلیک اسید هستند که بار منفی زیادی داشته و الکترواستاتیک می باشند و با پخش شدن روی ذرات سیمان، باعث پراکندگی و روانی بهتر سیمان می شوند. همچنین خاصیت کاهندگی آب بالایی دارند و میزان آب مصرفی را کاهش می دهند و مقاومت نهایی بتن را نیز افزایش می دهند. روان کننده های بر پایه کربوکسیلات سازگاری خوبی با انواع سیمان دارند و در مقایسه با لیگنو سولفونات ها گران تر هستند. میزان مصرف آن 2/1-5/. درصد وزن سیمان مصرفی می باشد و عدد اسلامپ را تا 12 افزایش می دهند.
- فوق روان کننده نفتالین سولفونات
فوق روان کننده بتن NSF، افزودنی مایع بر پایه ی نفتالین سولفونات است که ویژگی کاهندگی آب بتن را در حد نرمال دارد و برای بنای بتن کارآمد و قدرتمند، مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول از نظر گیرش وضعیت معمولی دارد و هیچ گونه تاخیر یا تسریعی در فرآیند هیدراسیون سیمان، ایجاد نمی کند. استفاده از فوق روان کننده بتن نفتالینی موجب افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن می شود، همچنین این قابلیت را دارد که در سنین مختلف اولیه بتن سبب کم شدن نسبت آب به سیمان حدود 10 الی 15 درصد شود. این روان کننده بتن با انواع سیمان پرتلند سازگار بوده و خواص و اثرات مفید متعددی را دارا می باشد. این فوق روان کننده به منظور استفاده در مناطق معتدل و گرم مناسب است و میزان مصرف آن 1-8/. درصد وزن سیمان مصرفی می باشد و عدد اسلامپ را تا 18 افزایش می دهند.
- فوق روان کننده ملامین سولفونات
فوق روان کننده بتن (SMF) با استفاده از ترکیبات فرمالدهید و ملامین سولفونات تولید می‌شود. این ماده قابلیت کاهش ویسکوزیته بتن را دارد و روانی و کارایی بتن را بهبود می‌بخشد. آن را می‌توان در بتن‌هایی استفاده کرد که نیاز به روانی بیشتری دارند.
- فوق روان کننده لیگنو سولفونات
فوق روان کننده های بر پایه لیگنو سولفونات نوعی از افزودنی های بتن هستند که از یک ترکیب طبیعی موجود در چوب، به دست می آیند. این مواد با کاهش کشش سطحی آب بین ذرات سنگدانه، باعث افزایش روانی و کارایی بتن می شوند. فوق روان کننده لیگنو سولفات یک افزودنی مایع است که بر روی ذرات سیمان تاثیر می گذارد و تاثیر کندگیری کنترل شده ای دارد و میزان مصرف آن 8/.-3/. درصد وزن سیمان مصرفی می باشد و عدد اسلامپ را تا 21 افزایش می دهند.
- مقدار مصرف روان کننده در بتن
روان‌کننده‌های بتن که به کاهنده‌های آب نیز شناخته می‌شوند، روی کاهش مقدار آب مخلوط در بتن تاثیر می‌گذارد و خواص روانی بتن را به همراه دارد. میزان استفاده از روان‌کننده معمولا 1 تا 2 درصد از واحد وزن سیمان است و در صورت زیاده‌روی، خواص بتن دچار عیب و نقص می‌شوند. اگر هم آب بیشتری به بتن افزوده شود، تاثیرات منفی بر بتن و خواص آن می‌گذارد و کیفیت بتن را دستخوش تغییر می‌کند و انسجام و همگنی آن را از بین می‌برد.
به همین دلیل توصیه می‌شود افراد متخصص و باتجربه که بارها آزمون و خطاهای بسیاری را پشت سر گذاشتند، عمل افزودن روان‌کننده به بتن را انجام دهند و برای اختلاط درست، توجه به دستورالعمل‌های درج شده روی بسته بندی شرکت سازنده نیز بسیار حائزاهمیت است.
روش مصرف روان کننده بتن
- روان كننده هاى پودرى معمولأ همراه با سيمان يا مواد سيمانی ديگر مخلوط می شوند.
- روان كننده هاى مايع با آب اختلاط يافته و سپس به بتن اضافه ﻣﻰﺷوند.
- در روش مستقيم، روان كننده به صورت مستقيم به بتن تازه اضافه می شود.
- در روش غيرمستقيم، ابتدا روان كننده با بخشى ازآب و مواد سيمانى مخلوط شده و سپس به بتن اضافه می گردد.
- روان كننده بايد به صورت كامل و يكنواخت در بتن پخش شود و اختلاط كافى صورت گيرد.
- زمان افزودن روان كننده هاى مایع معمولأ يس از افزودن 80 درصد آب است.
- حداقل 5 دقیقه اختلاط پس از افزودن روان کننده لازم است.
