در صنعت بتن نسل جدیدی از افزودنی های شیمیایی نظیر مواد افزودنی فوق روان کننده در بتن از اواخر دهه هفتاد میلادی افزایش یافت و جهت افزایش اسلامپ تا به امروز مورد استفاده قرار گرفت. برای فهم این موضوع و کاربرد و کارایی هایی که روان کننده ها در بتن دارند و دیگر مسائل مرتبط با آن تا پایان مقاله ما را همراهی کنید.
قبل از شروع به توضیح کاربرد و کارایی های مواد افزودنی روان کننده در بتن، به تشریح مختصر اصطلاحاتی می پردازیم که ممکن است با آن ناآشنا باشید.
اگر به مطالب مربوط به ساخت و ساز علاقه مند بودید می توانید به مطالعه مقاله انواع بتن و کاربرد هر کدام در ساختمان پرداخته و اطلاعات بیشتری در این باره بدست آورید.
اسلامپ بتن چیست؟
انبوه سازان ساختمان در استفاده از مصالح ساختمانی سعی می کنند از بهترین مواد و متریال استفاده کنند. یکی از این موارد که در اینجا به آن خواهیم پرداخت، اسلامپ بتن است.
اسلامپ بتن در واقع معیاری است که جهت بررسی روانی بتن تازه قبل از استفاده در سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. این معیار می تواند در آزمایشگاه یا در محل سازه های بتنی توسط تجهیزاتی نظیر مخروط اسلامپ، میله کوبه، صفحه پایه، چمچه، خط کش فلزی، برس و غیره انجام گیرد.
عوامل زیادی بر اسلامپ بتن تاثیر گذار هستند که از جمله آن ها می توان به مواردی از قبیل افزودنی های شیمیایی، زمان، نسبت آب به سیمان، حفره های موجود، خواص مواد تشکیل دهنده، روش و تجهیزات بچینگ و دمای بتن اشاره نمود.
روان کننده در بتن به چه معنا است؟
روان کننده در بتن ها یا کاهش دهنده آب، ترکیبی از مواد معدنی و آلی هستند. ترکیبات اصلی و فعال روان کننده ها با جذب روی دانه های سیمان، بار منفی ایجاد می کند و این امر سبب دور شدن ذرات و تثبیت حالت پخش شدگی آن ها می شود.
انواع روان کننده ها در بتن
روان کننده‌ها در بتن از مواد و ترکیبات اصلی ساخته‌شده‌اند که در اینجا ما به دسته های اصلی آن اشاره می کنیم:
- اسیدهای لیگنو سولفونیک و نمک های مرتبط با آن
- مشتقات اسیدهای لگنو سولفونیک و نمک های آن
- اسیدهای هیدروکسیلات و کربوکسیلیک و نمک های آن
- مشتقات اسید کربوکسیلیک، هیدروکسیلات و فرمول های اصلاح شده
- فسفات ها، اسیدهای قند، نمک های روی، مشتقات نفتالین، پلی ساکاریدها و غیره
فوق روان کننده بتن چیست؟
فوق روان کننده بتن در واقع یکی از افزودنی های قدرتمند بتن است و بر پایه نفتالین سولفات در ساخت بتن خود متراکم مورد استفاده قرار می گیرد. از ویژگی های این روان کننده می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- جلوگیری از خزش و انقباض بتن
- افزایش کارایی و اسلامپ بتن
- سازگاری با انواع سیمان پرتلند
- افزایش انسجام و مقاومت فشاری
- کاهش نسبت آب به سیمان
- افزایش سرعت باز نمودن قالب ها
- صافی و یکنواختی بتن
- پمپ راحت تر
- ارتقای چسبندگی
- کاهش نفوذپذیری بتن
- کاهش استفاده از نیروی انسانی
- فراهم سازی بهره بردای و بارگذاری سریع سازه
فوق روان کننده ها برای کاهش نیاز بتن به آب و افزایش کیفیت آن مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین با توجه به اینکه عامل روان کننده هستند به کاهش ۱۵ درصدی مصرف آب بتن کمک می کنند. در صورت روان سازی نشدن سیمان، یکنواختی و یکپارچگی در اجزای بتن ایجاد نمی شود.
به بیانی دیگر فوق روان کننده ها جهت افزایش اسلامپ بتن تازه و کارایی به بتن اضافه می شود و به کاهش آب با رنج بالا در بتن کمک شایانی می کند.
انواع روان کننده ها و مواد افزودنی فوق روان کننده ها
مواد افزودنی روان کننده ها و فوق روان کننده ها انواع مختلفی را شامل می شوند که در اینجا ما به آن اشاره می کنیم:
- نوع A: این مدل روان کننده بتن خاصیت کاهندگی آب بتن را شامل می شود.
- نوع D: این مدل روان کننده بتن علاوه بر خاصیت کاهندگی آب، خاصیت تاخیر در گیرش بتن را شامل می شود.
- نوع E: این مدل روان کننده بتن خاصیت زورگیری و کاهش دهندگی آب را دارا است.
کاربرد فوق روان کننده بتن
فوق روان کننده بتن از کاربرد و کارایی های متنوعی برخوردار است. در اینجا ما چند نمونه از آن را ذکر می کنیم:
- تولید بتن های غیر مسلح و مسلح
- تولید قطعات بتن پیش ساخته
- اجرای بتن دال ها، پل ها، پی ها، دیوار ها، ستون ها
- بتن ریزی های حجیم
- بتن ریزی در مقاطع با تراکم آرماتور بالا
- قالب های پیش تنیده و لغزان
- تولید میکروسیلیسون بتن
- افزایش کارایی بتن
- مناسب برای ایجاد کف محکم و سخت
- قابل استفاده در بتن ریزی قسمت های با تقویت بالا و نیاز به استحکام زیاد
- قابل استفاده و ایجاد بتن در هوای سرد
تا اینجا با موارد و اصطلاحات مرتبط با روان کننده های بتن آشنا شدیم. در ادامه به توضیح لزوم استفاده و کاربردهای آن در بتن و دیگر موارد ضروری آن می پردازیم.
ضرورت وجود افزودنی فوق روان کننده در بتن
همان طور که در بالا به آن اشاره کردیم، یکی از انواع افزودنی های شیمیایی بتن، فوق روان کننده ها هستند که در تامین تجهیزات پروژه های ساخت مورد استفاده قرار می گیرند. با بکارگیری افزودنی فوق روان کننده در بتن نه تنها در پروژه ها نیروی انسانی را می توان کاهش داد، بلکه عملیات ساخت را با سرعت بیشتری پیش برد.
بتن پر مقاومت و افزودنی فوق روان کننده
بتن پر مقاومت به آن دسته از بتن هایی می گویند که مقاومت آن بیش از مگاپاسکال یا برابر باشد. برای به دست آوردنِ این مدل از بتن در سازه ها کافیست نسبت آب به سیمان کم باشد که این امر با استفاده از افزودنی فوق روان کننده افزیر انجام می شود.
کاربرد افزودنی فوق روان کننده در بتن پیش تنیده و پیش ساخته
قطعات پیش ساخته و پیش تنیده بتن ریزی اسلامپ زیادی دارد و بتنی که در این قطعات استفاده می شوند باید روند کسب مقاومتی سریعی داشته باشد. همچنین از مزایای دیگر قطعات پیش ساخته و پیش تنیده می توان به گردش سریع قالب ها و تسهیل جای دهی اشاره کرد.
برای کم کردن ترمیم اشکالات موجود در سطح بتن و افزایش سرعت تولید، از افزودنی های فوق روان کننده ها استفاده می شود. با استفاده از این مواد افزودنی و افزایش اسلامپ در مقدار آب ثابت، روند کسب مقاومت را تسریع کرد.
استفاده از مواد افزودنی روان کننده ها در بتن های تزئینی
یکی از مهم ترین نکات در بتن های تزئینی، داشتن ظاهری یکنواخت و مناسب است و از اشکالات حداقلی برخوردار باشد. اگر در بتن های تزئینی از مواد افزودنی فوق روان کننده استفاده شود این امر باید در طول مدت ساخت قطعات استفاده شود تا به رنگ یکنواخت در کل قطعات دست یافت.
در صورت استفاده از مواد افزودنی روان کننده در بتن تزئینی باید از قالب هایی استفاده شود که مقاومت بالاتری نسبت به قالب بتن های معمولی داشته باشد. چرا که فشار وارد بر قالب ها به مراتب بیشتر خواهد بود و باید درزگیری شود.
مواد افزودنی فوق روان کننده در سازه های پارکینگ و پل
به دلیل قرارگیری سازه های پارکینگ و پل در برابر عوامل مخرب باید نسبت آب به سیمان آن، نفوذپری کمتری داشته باشد. از این رو در صورت استفاده از مواد افزودنی روان کننده در بتن سازه های پل و پارکینگ، امکان ساخت مخلوط هایی با نسبت آب به سیمان چهار درصد یا کمتر را فراهم می کند.
مواد افزودنی فوق روان کننده در سازه های با الگوی تکرار شونده
سازه های با الگوی تکرار شونده در سقف ها و با سرعت زیادی باید انجام گیرد. از این رو مقاومت بالای این مدل سازه ها باید چیزی حدود ۸ ساعته بیش از ۱۰ مگاپاسکال و مقاومت ۱ تا ۳ روزه حدود ۲۰ مگاپاسکال باشد. از این رو برای دستیابی به مقاومت کوتاه مدت، در سنین اولیه لازم است نسبت آب به سیمان کم باشد.
مواد افزودنی فوق روان کننده بهترین گزینه برای استفاده در این سازه ها است. چرا که به راحتی پمپاژ می شود، مقاومت کوتاه مدت آن مناسب است و از سرعت جای دهی سریعی برخوردار است.
بتن حجیم و مواد افزودنی فوق روان کننده
استفاده از مواد افزودنی فوق روان کننده در بتن های حجیم اهمیت دارد. دلیل آن وجود مشکلاتی از قبیل جمع شدگی و ترک خوردگی، گرمای تولید شده، جای دهی، تراکم، زمان گیرش هستند. با استفاده از روان کننده ها می توان این مشکلات را به حداقل رساند.
مکانیزیم عملکردی افزودنی های فوق روان کننده
توانایی افزودنی های فوق روان کننده در پراکنده کردن ذرات سیمان است. برای توضیح مکانیزیم عملکردی این افزودنی ها به مشاهدات اخیری اکتفا می کنیم که توسط میکروسکوپ الکترونی نشان داده شده است.
در مشاهدات نشان می دهد که کلوخه های بزرگ تر از ذرات سیمان در سوسپانسیون آب تشکیل می شود. اگر افزودنی های فوق روان کننده به آن اضافه شود، باعث پراکندگی و پخش شدن کلوخه ها و ذرات سیمان می شود. در نتیجه افزودن این مواد به ذرات سیمان سبب کاهش نسبت آب به سیمان و افزایش مقاومت کوتاه مدت خواهد شد.
چگونگی مصرف فوق روان کننده های بتن
برای اجرای مواد افزودنی فوق روان کننده در بتن لازم است فاکتورهای مختلفی در نظر گرفته شود که از جمله آن ها می توان به شرایط کارگاه، میزان نیروی وارد بر سازه، نوع فوق روان کننده و غیره اشاره نمود.
برای استفاده از روان کننده ها در بتن باید بین نیم الی یک و نیم درصد وزن سیمان وجود داشته باشد. در دو صورت زیر می توان این مواد را به سیمان اضافه نمود:
- هنگام ساخت مخلوط آب و بتن
- بعد از ساخت بتن
و توصیه هایی که در صورت اضافه کردن این مواد روان کننده ها به بتن می توان کرد به شرح زیر است:
- به صورت مستقیم به سیمان خشک اضافه شود.
- دور از نور مستقیم، انجماد و رطوبت قرار گیرد.
- قابل نگهداری و مصرف تا ۹ ماه در صورت بسته بودنِ محفظه آن
رعایت نکات لازم هنگام استفاده از فوق روان کننده های بتن
همان طور که در تعریف مواد افزودنی روان کننده ها ذکر کردیم، این روان کننده های از مواد آلی و شیمیایی تشکیل شده اند. بنابراین افرادی که در ساخت و استفاده از این مواد در تماس هستند لازم است نکات و موارد ایمنی را رعایت کنند. در اینجا به چند نمونه مهم آن اشاره می کنیم:
- استفاده از دستکش، لباس و پوشش کامل
- استفاده از عینک ایمنی
- جلوگیری از تماس با چشم، پوست بدن و صورت
چگونگی اضافه کردن فوق روان کننده ها به بتن
شخصی که در محل ساخت بتن قصد اضافه کردن فوق روان کننده ها را دارد، لازم است یک سری از دستورالعمل ها و روش ها اندازه گیری را رعایت کند که نتیجه مورد رضایت باشد. در صورتی که از دستگاه های متصل به تراک استفاده شود راننده تراک نیز باید برای انجام این اقدامات آموزش های لازم را ببیند.
در صورتی که شخص در محل ساخت قصد اضافه فوق روان کننده ها را دارد باید با استفاده از روش های اندازه گیری و کنترل نسبت آب به سیمان و اسلامپ بتن کار را پیش گیرد. یکی از وسیله های اندازه گیری مورد استفاده شامل اندازه گیری اسلامپ سنج است.
اگر از مخازن متصل به تراک استفاده می شود اقدامات دیگری باید در دستور کار قرار گیرد. همچنین راننده از نوع چرخش بخش مخلوط کن کامیون و تجهیزات و شیرآلات مرتبط با مخزن دستگاه اطلاعات کافی داشته باشد. این مسئله باعث می شود که هنگام اضافه کردن مواد افزودنی و روان کننده ها به سمت انتهایی مخلوط کن، باعث ایجاد مشکلات احتمالی نشود.
استفاده از روان کننده ها و تاثیر آن روی مقاومت بتن
بتن ساختمانی سنگی مصنوعی است که از سیمان، آب، سنگدانه و دیگر مواد معدنی تشکیل شده‌است. به دلیل مقاومت بالایی که دارد در صنعت ساخت و ساز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. به گونه ای که استفاده از این مصالح ساختمانی را در مناطق مرطوب به وفور شاهد هستیم.
برای داشتن بتن های مقاوم از روان کننده ها یا فوق روان کننده استفاده می شود که عملکرد بتن در ساخت و سازها تقویت شود. این مواد افزودنی ها یا قبل از بتن ریزی یا در طول آن اضافه می شوند که روند بتن ریزی آسان شود و به مراتب کارایی آن افزایش یابد.
از مزیت های استفاده از روان کننده ها نیز می توان به زمانی اشاره کرد که جابجایی و انتقال بتن به محل پروژه به تاخیر می افتد و با کمک این مواد افزودنی ها می توان در گیرش بتن تاخیر ایجاد کرد. همچنین تاثیر دیگر روان کننده‌ها در مناطقی است که دما بالاست و اسلامپ بتن کاهش یافته‌است. در این صورت با کمک فوق روان کننده‌ها می‌توان جهت تثبیت و فشرده‌سازی بتن اقدام نمود.
از دیگر اثرات مثبت افزودنی فوق روان کننده در بتن می توان به کاهش خطر جدا شدگی و آب انداختگی در بتن، تسهیل و تسریع در فشرده سازی بتن و غیره اشاره کرد.
کلام پایانی
بتن یکی از پر استفاده ترین مواد در بین انواع مصالح ساختمانی است و شامل گونه دهای مختلفی است که از شناخته شده ترین آنها می توان به بتن شفاف و بتن الیافی اشاره کرد.
در این مقاله سعی کردیم شما را با مواد افزودنی فوق روان کننده در بتن و اصطلاحات مرتبط با آن آشنا کنیم و به توضیح کاربردها و ویژگی ها و دیگر موارد مرتبط با آن بپردازیم. چیزی که اهمیت دارد، رعایت نکات ایمنی و ضروری هنگام استفاده از این مواد روان کننده ها است. در صورت اجرای درست و متناسب با آموزش ها لازم، بهترین نتیجه و عملکرد حاصل می شود.
