برای مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید
روان کننده بتن

روان کننده بتن چیست؟

روان کننده بتن، افزودنی است که جهت کاهش آب اختلاط در اسلامپ ثابت، دستیابی به مقاومت ثابت در عیار سیمان کمتر و یا افزایش اسلامپ بتن بدون نیاز به اضافه کردن آب، در مخلوط بتنی استفاده می گردد. 

 

روان کننده بتن

 

جهت مشاوره رایگان در خصوص

روان کننده بتن با ما تماس بگیرید

روان کننده بتن


هدف از استفاده از روان کننده بتن:

  • بهبود خواص سخت شده بتن 
  • افزایش مقاومت و دوام بتن 
  • امکان کاهش عیار سیمان در صورت به کارگیری این افزودنی ها
  • در بتن ریزی حجیم و بتن ریزی در هوای گرم جهت کاهش گرمای هیدراتاسیون 
  • این افزودنی ها به عنوان روان کننده بتن عمل کرده که این ویژگی به بتن ریزی در سازه ای با تراکم آرماتور زیاد کمک کرده و عملیات تراکم را ساده تر می کند


بر اساس الزامات ذکر شده در استاندارد ASTM C494  روان کننده بتن باید قادر باشند تا مقدار آب اختلاط را حداقل به میزان 5 درصد کاهش دهند. با توجه به اینکه افزودنی های فوق روان کننده بتن قادر هستند تا مقدار آب اختلاط را به میزانی بیش از 12 درصد کاهش دهند، مقدار کاهش آب برای روان کننده بتن بین 5 تا 12 درصد در نظر گرفته می شود. 
به طور کلی استفاده از مقادیر زیاد روان کننده بتن موجب کندگیر شدن مخلوط های بتنی می گردد. از این رو با استفاده از این افزودنی ها به طور معمول نمی توان به میزان کاهش آبی بیش از 10درصد دست پیدا کرد. معمولا برای برطرف کردن خاصیت دیرگیری روان کننده بتن، این افزودنی ها را با ترکیبات تندگیر کننده ترکیب می کنند. 
تاثیر این افزودنی ها بر زمان گیرش به مقدار ترکیباتی که در ساخت آنها به کار رفته است بستگی دارد. بیشتر افزودنی های کاهنده آب، همانند بیشتر افزودنی های کندگیر کننده ترکیبات آلی و انحلال پذیر در آب هستند و بسیاری از ترکیبات شیمیایی این افزودنی ها بر پایه ترکیباتی مشابه همچون لیگنوسولفونات، هیدروکسی کربوکسیلیک اسید ها، کربوهیدرات ها و غیره می باشد. با توجه به مشابهت موجود در ترکیبات شیمیایی این افزودنی ها، عملکرد آن ها نیز در برخی موارد مشابهت هایی داشته به طوری که استفاده از روان کننده بتن در مقادیری بیش از 2/0 درصد وزنی سیمان معمولا گیرش بتن را با تاخیر همراه می کند.

 

 

ترکیبات شیمیایی روان کننده بتن:

فورمول بندی های مختلفی در مورد روان کننده بتن یا کندگیر کننده ها وجود دارد. معمولا اصلی ترین جزء تشکیل دهنده این فورمول بندی ها ترکیبات آلی محلول در آب هستند. 
ترکیبات اصلی مورد استفاده در تولید روان کننده بتن را می توان به دسته های زیر تقسیم کرد :
نمک های کلسیم، سدیم و آمونیوم اسید، لیگنوسولفونیک، اسید های هیدروکسی کربوکسیلیک که عموما به شکل نمک های تری اتانول آمین، آمونیوم و سدیم هستند. کربوهیدرات ها نظیر شکر، اسید های شکر و پلی ساکارید ها، نمک های ملامین تغلیظ شده ی سولفوناته شده و نمک های نفتالین تغلیظ شده ی سولفوناته شده و سایر ترکیبات مشابه. 
معمولا تمامی افزودنی های کاهنده آب به صورت یک محلول آبی با وزن مخصوصی در حدود 1/1 تا 3/1 میلی گرم بر لیتر توسط تولید کننده ارائه می گردد. در ادامه به تشریح ترکیبات شیمیایی عمده تشکیل دهنده این افزودنی ها پرداخته می شود.

 

- لیگنو سولفونات ها در روان کننده بتن:

با وجود اینکه استفاده از لیگنوسولفونات به عنوان روان کننده بتن در دهه سی میلادی آغاز شده بود اما همچنان این ماده به عنوان رایج ترین ترکیب در تولید این افزودنی به کار می رود. وزن مولکولی لیگنوسولفونات از چند صد تا حدود صد هزار تغییر می کند اما به طور میانگین دارای وزن مولکولی در حدود 20000 تا 30000 می باشد. مولکول لیگنوسولفونات بسیار پیچیده بوده و می توان آن را به صورت پلیمری که واحد فنیل پروپان آن با هیدروکسیل (OH)، متوکسیل (OCH3)، حلقه فنیل (C6H5) و گروه اسید های سولفونیک (SO3H) جایگزین شده است نشان داد.
لیگنوسولفونات ها از چربی زائد به دست آمده در فرآیند تولید کاغذ از خمیر بدست آمده از چوب درختی که دارای 20 تا 30 درصد لیگنین است گرفته می شود. این ماده ترکیب پیچیده ای از محصولات حاصل از تجزیه سلولز و لیگنین، کربوهیدرات های مختلف و اسید های گوگرد و سولفات های آزاد است. ترکیبات سازنده لیگنوسولفونات با توجه فرآیندهای پی در پی خنثی سازی، ته نشینی و تخمیری که این محصول جانبی صنعت کاغذ تجربه می کند و همچنین بر اساس سن و نوع چوب استفاده شده به عنوان ماده اولیه متفاوت خواهد بود.
به طور کلی افزودنی های کاهنده آب بر پایه لیگنوسولفونات، مقدار مشخصی از هوا را به بتن اضافه می کنند. این ویژگی در مواردی که به مقاومت در برابر چرخه ذوب و یخ نیاز بوده و یا برای افزایش چسبندگی بتن های کم عیار و بتن های با ماسه زبر و دانه بندی نا مناسب مطلوب می باشد. با این وجود استفاده همزمان از یک افزودنی حباب ساز با روان کننده بتن و افزودن آن ها به طرح مخلوط به طور جداگانه تا زمانی که مقدار هوای مورد نیاز در بتن تامین شود مطلوب تر خواهد بود. جهت کاهش مقدار هوای وارد شده در بتن مقدار مشخصی از عامل ضد کف در فرآیند تولید افزودنی های کاهنده آب تجاری با پایه لیگنوسولفونات به آنها افزوده می شود.

 

لیگنو سولفونات سدیم

 

- هیدروکسی کربوکسیلیک اسید ها:

نمک های اسید های هیدروکسی کربوکسیلیک آلی در دهه پنجاه میلادی به عنوان کندگیر کننده و افزودنی های کاهنده آب توسعه یافتند. با وجود افزایش کاربرد این ماده، میزان استفاده از آن به اندازه لیگنوسولفونات نمی باشد. همانطور که از نام آنها بر می آید اسید های هیدروکسی کربوکسیلیک دارای چند گروه هیدروکسیل (OH) و یک یا دو گروه کربوکسیلیک اسید (COOH) در انتهای زنجیره می باشد که به یک زنجیره کربنی کوتاه متصل شده است. شکل زیر برخی هیدروکسی کزبوکسیلیک اسید های رایج را که به عنوان کندگیر کننده یا روان کننده بتن  استفاده می شود را نشان می دهد. احتمالا اسید گلوکونیک رایج ترین ترکیب مورد استفاده می باشد. 
اسید های سیتریک، تارتاریک، میوسیک، مالیک، سالیسیلیک، هپتونیک، ساکاریک و تانیک نیز برای هدف مشابهی مورد استفاده قرار می گیرند. عموما این ترکیبات به صورت مصنوعی ساخته شده و از آنجا که به عنوان ماده اولیه در صنایع دارویی و غذایی استفاده می شوند دارای درجه خلوص بالایی هستند. با این وجود می توان هیدروکسی کربوکسیلیک اسید های الیفاتیک را از تخمیر و اکسیداسیون کربوهیدرات ها تولید کرد و به همین دلیل به آن هااسید های شکر نیز گفته می شود. هیدروکسی کربوکسیلیک اسید ها می توانند به تنهایی به عنوان کندگیر کننده و یا افزودنی های کاهنده آب کندگیر مورد استفاده قرار بگیرند. برای استفاده به عنوان روان کننده بتن معمولی یا تند گیر کننده، این ترکیبات باید همانند افزودنی های کاهنده آب با پایه لیگنوسولفونات، با یک افزودنی تندگیر کننده ترکیب شوند.

 

- کربوهیدرات ها:

این ترکیبات دارای بخش های طبیعی مانند گلوکز و ساکاروز و پلیمر های هیروکسیلاته، که از هیدرولیز جزیی پلی ساکارید هایی مشابه با پلی ساکارید های موجود در نشاسته ذرت به دست می آیند تشکیل می شوند. در تولید روان کننده بتن معمولی یا تند گیر کننده کربوهیدرات ها باید با مقادیر کمی از تری اتانول آمین یا کلسیم کلرید یا نمک های دیگر مخلوط شود تا اثر دیرگیرکنندگی آنها را کاهش دهد. نمونه ای از فورمول مولکولی این کربوهیدرات ها در شکل زیر نشان داده شده است.

 

روان کننده بتن


مکانیزم عمل افزودنی های روان کننده:

زمانی که سیمان پرتلند با آب مخلوط می شود به علت کم بودن نیروی دافعه بین ذرات سیمان، این ذرات به هم چسبیده و کلوخه هایی را تشکیل می دهند. در حضور روان کننده بتن کلوخه های شکل گرفته باز شده و ذرات سیمان به صورت تقریبا مجزا پراکنده می شوند. کاهش نیروهای جذب کننده بین ذرات سیمان اجازه حرکت بیشتری را به آنها می دهد.
مکانیزم های مختلفی در توضیح اثر روان کنندگی افزودنی های کاهنده آب در نسبت آب به سیمان ثابت مطرح شده است: جذب مولکول های آلی در لایه های مختلف، ایجاد غلافی از مولکول های آب، آزاد شدن آب به تله افتاده در بین ذرات سیمان، ایجاد تاخیر در فرآیند هیدراتاسیون سیمان و تغییر مورفولوژی.
کاهش آب با روان کننده بتن
استفاده از افزودنی های کاهنده آب موجب کاهش مقدار آب اختلاط در اسلامپ ثابت می گردد. کاهش مقدار آب اختلاط از آن جهت مطلوب است که موجب افزایش مقاومت یا کاهش جمع شدگی و عیار سیمان می شود. این مقدار کاهش آب اختلاط به عوامل مختلفی مانند نوع افزودنی مورد استفاده، نحوه اضافه کردن افزودنی، میزان اسلامپ و نسبت آب به سیمان، نوع سیمان، عیار سیمان، نوع سنگدانه ها، نوع و میزان استفاده از افزونه ها مانند روباره و خاکستر بادی و نیز مقدار هوا بستگی دارد. 
میزان اسلامپ و نسبت آب به سیمان – میزان کاهش آب در اسلامپ 50 میلیمتر تقریبا برابر 6 درصد و در اسلامپ 150 میلیمتر تقریبا برابر 11 درصد می باشد. بنابراین انتظار میرود که قدرت کاهندگی آب افزودنی ها در بتن های روان بیشتر باشد. نتایج تحقیقات نشان می دهد که در یک طرح مخلوط بتنی (با 300 کیلوگرم در متر مکعب سیمان تیپ 1)  دارای افزودنی کاهنده آب، برای افزایش اسلامپ از 75 میلیمتر به 200 میلیمتر نیازمند افزایش مقدار آب از 179 به 190 کیلوگرم در متر مکعب بوده در حالی که در بتن مشابه اما بدون افزودنی برای همین مقدار افزایش اسلامپ مقدار آب از 189 به 210 کیلوگرم در متر مکعب افزایش یافته است. این بدان معناست که روان کننده بتن اجازه افزایش اسلامپ را با میزان کمتری از آب فراهم می کنند.

 

- افزایش کارایی:

در مقدار آب ثابت، اضافه کردن روان کننده بتن موجب افزایش کارایی بتن می گردد. افزایش کارایی که معمولا با آزمایش اسلامپ اندازه گیری می شود به همان عواملی که در بخش کاهش آب ذکر شد بستگی دارد. برای مثال تاثیر روان کننده بتن در اسلامپ های بیشتر، بیش از تاثیر این افزودنی ها بر بتن های با اسلامپ کمتر (مقدار آب کمتر) بوده است. با این وجود آزمایش اسلامپ به تنهایی معیار مناسبی برای سنجش کارایی مخلوط بتن نمی باشد.
استفاده از رئو متر در تعیین کارایی، قابلیت جریان و ویسکوزیته مخلوط های بتنی سودمند می باشد. 

 

- مقاومت فشاری روان کننده بتن:

کاهش آب اختلاط در اثر استفاده از روان کننده بتن موجب افزایش قابل توجه مقاومت 28 روزه می گردد. به طور کلی افزایش مقاومت حاصل در اثر استفاده از افزودنی کاهنده آب بیش از افزایشی است که از کاهش نسبت آب به سیمان انتظار می رود. به عبارت دیگر حتی با ثابت نگه داشتن نسبت آب به سیمان، استفاده از مواد روان کننده بتن باعث بهبود مقاومت فشاری بتن می گردد. این مساله بیشتر به علت تغییراتی است که افزودنی های کاهنده آب در ریز ساختار خمیر سیمان ایجاد می کنند و باعث می شوند از سیمان به صورت بهیته تری استفاده شود. نتایج ترسیم شده در شکل زیر نشان می دهند مقاومت 28 روزه برای بتن حاوی افزودنی بیشتر از مقاومت مربوط به بتن  بدون افزودنی است. به نظر میرسد که این افزایش مقاومت به دلیل بیشتر بودن درجه هیدراتاسیون در دراز مدت ناشی از استفاده از این افزودنی هاست که موجب افزایش میزان مقاومت حتی در نسبت آب به سیمان یکسان است. نتایج مشابهی برای سایر افزودنیهای کاهنده آب به دست آمده است. برای نمونه نتایج مقاومت فشاری بتن های حاوی سدیم گلوکونات و ساکاروز تایید کننده این موضوع هستند.
با توجه به مرتبط بودن سایر پارامتر های مکانیکی به مقاومت فشاری، انتظار می رود که با افزایش مقاومت فشاری مشخصات مکانیکی بتن به طور کلی افزایش یابد. با وجود این نتایج تحقیقات انجام شده نشان می دهد که مقاومت خمشی بتن حاوی افزودنی، کمتر از مقدار مورد انتظار می باشد.

 

جهت مشاوره رایگان در خصوص

روان کننده بتن با ما تماس بگیرید

روان کننده بتن


نحوه مصرف، کاربرد ها و استانداردهای روان کننده بتن

روان کننده بتن و کندگیر کننده ها به عنوان محلول های آبی خنثی و یا با خاصیت قلیایی کم مورد استفاده قرار می گیرند. در صورت عرضه این افزودنی ها به صورت جامد باید بر اساس توصیه های تولید کننده تا غلظت مناسب به صورت محلول تهیه شوند.

 

نحوه اضافه کردن مواد افزودنی روان کننده بتن:

روان کننده بتن باید به گونه ای به طرح اختلاط بتن افزوده شوند که به سرعت و به صورت یکنواخت در مخلوط بتنی پخش شوند. این کار از طریق اضافه کردن افزودنی به آب توزین شده که پس از آن به سیمان و سنگدانه های خشک مخلوط شده اضافه می شود، امکان پذیر است. با این حال این روش بیشترین میزان کاهش آب یا افزایش کارایی را به دنبال نخواهد داشت. بهترین عملکرد زمانی حاصل می شود که اضافه کردن افزودنی درست در پایان زمان اختلاط سنگدانه ها، سیمان و آب اختلاط انجام گیرد. برای دستیابی به شرایطی که هم از نظر مشخصات بتن و هم از نظر استفاده از افزودنی در شرایط اجرایی مطلوب باشد، پس از اختلاط اولیه سنگدانه، سیمان و بخشی از آب (تقریبا 50 درصد)، افزودنی با تقریبا نیمی از آب باقیمانده مخلوط شده و به مخلوط بتنی اضافه می گردد و در نهایت آب باقی مانده تا رسیدن به کارایی مورد نظر به مخلوط افزوده می شود.
نحوه افزودن افزودنی بر مقاومت فشاری و زمان گیرش نیز تاثیر می گذارد. با به تاخیر انداختن زمان اضافه کردن افزودنی به مخلوط، زمان گیرش طولانی تر و مقاومت 1 روزه کمتری به دست آمده است در حالی که به علت کاهش بیشتر نسبت آب به سیمان در این مخلوط ها مقاومت 3 و 28 روزه افزایش پیدا کرده است. تاثیر روش اضافه کردن افزودنی های کاهنده آب با مشاهده مقادیر متفاوت افزودنی مورد نیاز برای رسیدن به کارایی یکسان در روش های مختلف قابل تعیین است. 

 


نحوه مصرف و نکات اجرایی روان کننده بتن:

روان کننده بتن همانند سایر افزودنی ها، باید بر اساس مقادیر پیشنهادی توسط تولید کننده آن مورد استفاده قرار بگیرند. مقادیر رایج پیشنهادی برای استفاده از کندگیر کننده ها و افزودنی های کاهنده آب که به صورت محلول عرضه می شوند در محدوده 3/0 تا 1 درصد وزن مواد سیمانی در مخلوط بتن است. به عبارت دیگر به ازای هر 100 کیلوگرم از سیمان 300 تا 1000 میلی لیتر افزودنی استفاده می شود. با این حال برای رسیدن به مقدار بهینه استفاده از این افزودنی ها در شرایط خاص و با مصالح اولیه مشخص باید طرح مخلوط های آزمایشی ساخته شود. این کار به خصوص در شرایطی که دمای محیط در حدوددمای معمول اتاق (10 تا 30 درجه سانتیگراد) نیست اهمیت ویژه ای پیدا می کند و باید طرح های آزمایشی اولیه با درصد های مختلف افزودنی برای دستیابی به درصد بهینه ساخته شود.
در برخی موارد ممکن است به صورت تصادفی مقادیر بیشتری از افزودنی (2 تا 3 برابر مقادیر پیشنهادی توسط تولید کننده) به طرح اختلاط اضافه گردد. در چنین شرایطی زمان گیرش بسیار طولانی مدت به همراه افت مقاومت اولیه، به خصوص در شرایط هوای سرد قابل انتظار خواهد بود. همچنین ممکن است بتن برای چند روز در حالت خمیری خود باقا بماند. با این حال با دو برابر شدن مقدار استفاده نسبت به حالت عادی، مقاومت فشاری در سن 2 روزه می تواند بیش از مقاومت بدست آمده برای نمونه دارای مقدار معمول افزودنی باشد. 
با استفاده از مقادیری بیش از 3 برابر مقدار معمول، در صورتی که استفاده بیش از حد از افزودنی موجب ایجاد هوای اضافه در بتن نگردد (ناپایداری بتن را به همراه نداشته باشد), مقاومت فشاری دراز مدت (28 تا 90 روزه) معمولا بیشتر از نمونه شاهد خواهد بود. بنابراین درصورتی که مقاومت کوتاه مدت بتن هایی که دارای مقادیر بیش از حد افزودنی هستند کاهش پیدا نکرده باشد، مقدار اضافی حباب هوا در بتن ایجاد نشده و خطر کاهش مقاومت در سنین دراز مدت وجود ندارد.

 

روان کننده بتن

 

جنبه های احتیاطی استفاده از روان کننده بتن، همانند سایر افزودنی ها باید توسط تولید کننده آن ارائه گردد. کندگیر کننده ها و افزودنی های کاهنده آب به طور کلی به میزان کمی قلیایی بوده و از تماس آن ها با پوست و به ویژه با چشم باید اجتناب کرد. در صورت تماس با پوست یا چشم باید بلافاصله با آب یا محلول آبی رقیق اسید بوریک شسته شده و برای اطمینان بیشتر مراقبت های پزشکی انجام گیرد. احتیاط های لازم در مورد سمی بودن افزودنی ها و اقدامات مورد نیاز در صورت خوردن این ترکیبات باید توسط تولید کننده ارائه گردد. ریختن روان کننده بتن یا کندگیر کننده باعث لیز شدن سطح زمین شده و به همین علت باید به سرعت تمیز شود. این ترکیبات قابل اشتعال نبوده اما ماده جامد باقی مانده پس از تبخیر آن ها معمولا ترکیبی آلی است که قابل اشتعال است.

 

#روان کننده بتن

#فوق روان کننده بتن

#افزودنی بتن

 

تعداد بازدید : 183 نفر

امتیاز بدهید:

ارسال نظر

نظرات دیگران

هنوز نظری ثبت نشده است ، اولین نظر را شما ثبت نمائید.