آشنایی با ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، مزایا و استفاده از آن

ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی با ایجاد کارایی فوق‌العاده در بتن، امکان کاهش مصرف آب، افزایش مقاومت و دوام نهایی سازه‌های بتنی را فراهم می‌سازد. در این مقاله به بررسی جامع ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، مزایای بی‌شمار آن نسبت به انواع روان کننده بتن، انواع مختلف موجود بر اساس میزان کاهش آب و کاربردهای گسترده آن در پروژه‌های ساختمانی پرداخته‌ایم. همچنین نکات مهمی در‌خصوص نحوه مصرف، مقدار بهینه و شرایط نگهداری این ماده را جهت دستیابی به بهترین نتایج بیان کرده‌ایم.

ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی چیست؟

ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، نوع جدیدی از ابر روان کننده ها است که به دلیل عملکرد بسیار مؤثر، به طور گسترده‌ای در صنعت بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این افزودنی که از فوق روان کننده پلی کربوکسیلاتی قوی‌تر می‌باشد، از مواد بر پایه پلیمرهای مصنوعی با زنجیره‌های جانبی حاوی گروه‌های کربوکسیلات ساخته می‌شود. گروه‌های کربوکسیلات بار منفی دارند که باعث دفع الکترواستاتیکی ذرات سیمان با بار مثبت می‌شود. این خاصیت دفع‌کنندگی، پراکندگی یکنواخت ذرات سیمان در مخلوط بتن را تضمین کرده و منجر به بهبود قابل توجه کارایی بتن می‌گردد.

مزایای استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی

استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی مزایای متعددی برای بتن به همراه دارد که در ادامه به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌شود:

کاهش نسبت آب به سیمان

همان‌طور که گفته شد، ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی نوعی ابر روان کننده بتن است که باعث بهبود کارایی بتن بدون نیاز به افزایش آب مصرفی می‌شوند. این امر امکان کاهش نسبت آب به سیمان را فراهم می‌کند. کاهش نسبت آب به سیمان منجر به فشردگی بیشتر و مقاومت بالاتر بتن نهایی می‌گردد. همچنین کاهش تخلخل بتن و افزایش دوام آن در برابر عوامل محیطی مخرب را به دنبال دارد.

بهبود کارایی

یکی از مهم‌ترین مزایای استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، بهبود قابل توجه کارایی بتن است. بتن روان، سهولت بیشتری در ریختن داشته و به‌خوبی دور میلگردها جریان می‌یابد. این امر سرعت اجرا را افزایش داده و کیفیت سطح نهایی بتن را بهبود می‌بخشد. به‌خصوص در بتن‌ریزی‌های حجیم و بتن‌ریزی در فضاهای با میلگردهای متراکم، استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی بسیار ضروری است.

افزایش مقاومت

همانطور که پیش‌تر اشاره شد، کاهش نسبت آب به سیمان ناشی از استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، منجر به فشردگی بیشتر و کاهش تخلخل بتن می‌گردد. این امر ارتباط مستقیمی با افزایش مقاومت فشاری و مقاومت کششی بتن دارد. تحقیقات نشان داده است که استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی می‌تواند مقاومت فشاری بتن را تا 30% افزایش دهد.

کاهش ترک‌خوردگی

کاهش ترک‌خوردگی یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های مهندسان در سازه‌های بتنی است. ترک‌خوردگی بتن می‌تواند مقاومت و دوام سازه را به خطر بیندازد. کاهش نسبت آب به سیمان ناشی از استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، منجر به کاهش جمع‌شدگی پلاستیکی بتن می‌گردد. جمع‌شدگی پلاستیکی یکی از عوامل اصلی ایجاد ترک‌های اولیه در بتن است. علاوه بر این، ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی با بهبود توزیع ذرات سیمان در بتن، استحکام خمیر سیمان را افزایش داده و در نتیجه مقاومت بتن در برابر ترک‌خوردگی ناشی از تنش‌های وارده را بالا می‌برند.

دوام بیشتر 

دوام بتن به توانایی آن در مقاومت در برابر عوامل مخرب محیطی مانند چرخه یخ‌زدگی و آب‌شدن و نفوذ مواد شیمیایی خورنده گفته می‌شود. کاهش تخلخل بتن ناشی از استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، مسیر نفوذ عوامل مخرب محیطی به داخل بتن را مسدود کرده و دوام آن را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی با بهبود توزیع ذرات سیمان در بتن، استحکام و چسبندگی بین ذرات را افزایش داده و در نتیجه مقاومت بتن در برابر فرسایش را نیز بالا می‌برند.

انواع ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی

ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند که هر کدام دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی هستند. دو دسته‌بندی رایج برای این مواد عبارتند از:

ابر روان کننده های کاهنده آب

این نوع از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، با هدف کاهش 15 تا 20 درصدی نسبت آب به سیمان فرموله می‌شود. این کاهش در میزان آب مصرفی منجر به بهبود قابل توجه کارایی، افزایش مقاومت و دوام بتن می‌گردد. از این نوع ابر‌روان‌کننده‌‌ها به‌طور گسترده‌ای در انواع بتن‌های سازه‌ای استفاده می‌شود.

ابر روان کننده های با روان‌کنندگی بالا

این نوع از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی قادرند نسبت آب به سیمان را تا 30 درصد کاهش دهند. این کاهش قابل توجه در میزان آب مصرفی، منجر به تولید بتن‌هایی با اسلامپ بسیار بالا و روان‌شوندگی فوق‌العاده می‌گردد. این نوع از ابر روان کننده ها برای بتن‌ریزی‌های حجیم و بتن‌ریزی در فضاهای با میلگردهای متراکم مناسب هستند. همچنین از آن‌ها در تولید بتن خودتراکم نیز استفاده می‌شود.

کاربردهای ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی 

همان‌طور که اشاره شد، ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی به دلیل مزایای متعددی که برای بتن به همراه دارند، در طیف وسیعی از پروژه‌های ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین کاربردهای این مواد اشاره می‌شود:

• ساخت بتن با عملکرد بالا: در تولید بتن‌های با عملکرد بالا که نیازمند مقاومت، دوام و شکل‌پذیری بسیار زیاد هستند، از ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی استفاده می‌شود. این بتن‌ها در سازه‌های حساس مانند پل‌ها، سدها، ساختمان‌های بلند مرتبه و ساز‌های دریایی به کار می‌روند.
• تولید قطعات بتنی پیش‌ساخته: استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی در تولید قطعات پیش‌ساخته بتنی، منجر به بهبود کیفیت سطح نهایی، سهولت در فرآیند قالب‌برداری و دستیابی به مقاومت اولیه بالا می‌گردد. این امر سرعت تولید و کیفیت نهایی قطعات پیش‌ساخته را افزایش می‌دهد.
• ساخت بتن با مقاومت بالا: برای دستیابی به مقاومت‌های فشاری بسیار بالا در بتن، لازم است نسبت آب به سیمان را به حداقل برسانیم. استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی این امکان را فراهم می‌کند تا با کاهش میزان آب مصرفی، همچنان کارایی بتن را در سطح مطلوب حفظ نماییم و به مقاومت‌های مورد نظر دست یابیم.
• بتن‌ریزی حجیم: در بتن‌ریزی‌های حجیم، به دلیل خطر بالای ایجاد ترک‌های ناشی از حرارت هیدراتاسیون، کاهش دادن نسبت آب به سیمان و حفظ کارایی بتن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی با کاهش آب مصرفی و بهبود کارایی بتن، به کنترل ترک‌خوردگی در بتن‌ریزی‌های حجیم کمک می‌کند.
• بتن خود تراکم: بتن خود تراکم نوعی از بتن است که بدون نیاز به ویبره قادر است تمامی درزها و گوشه‌های قالب را پر نماید. استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی با روان‌شوندگی فوق‌العاده، نقش اساسی در تولید بتن خود تراکم ایفا می‌کند.

مقدار مصرف ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی

مقدار مصرف ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی به عوامل مختلفی از جمله:

• نوع و عملکرد مورد انتظار از بتن
• نسبت آب به سیمان
• اسلامپ مورد نیاز
• دمای محیط

بستگی دارد. به طور کلی مقدار مصرف این مواد معمولا بین 0.1 تا 0.8 درصد وزن سیمان است. توصیه می‌شود برای تعیین مقدار دقیق مصرف ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، به دستورالعمل‌های فنی شرکت سازنده مراجعه نمایید و یا با مهندس ناظر پروژه مشورت کنید. مصرف بیش از حد مجاز ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی می‌تواند منجر به تأخیر در گیرش بتن و کاهش مقاومت نهایی گردد.

نکات مهم در استفاده از ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی

برای دستیابی به حداکثر کارایی از ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی، رعایت نکات زیر ضروری است:

• انبارداری مناسب: ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی را در محل خنک، دور از تابش مستقیم نور خورشید و یخبندان نگهداری کنید.
• سازگاری با سایر افزودنی‌ها: قبل از مصرف ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، سازگاری آن با سایر افزودنی های بتن مانند روان کننده های هوازا و دیرگیرکننده‌ها را بررسی نمایید.
• یکنواختی اختلاط: برای دستیابی به حداکثر اثر بخشی، ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی باید به طور یکنواخت با سایر اجزای بتن مخلوط شود.
• زمان مصرف: بهتر است ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی را پس از افزودن سایر اجزای بتن (سیمان، سنگدانه، آب) و در انتهای فرآیند اختلاط به مخلوط بتن اضافه کنید.
• دمای محیط: عملکرد ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی تحت تأثیر دمای محیط قرار دارد. در دماهای پایین ممکن است نیاز به افزایش کمی مقدار مصرف این مواد باشد. دستورالعمل‌های فنی شرکت سازنده را برای راهنمایی در خصوص دمای بهینه مصرف مطالعه نمایید.
• تست‌های کارگاهی: به منظور اطمینان از کارایی و عملکرد مطلوب بتن حاوی ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی، انجام تست‌های اسلامپ و مقاومت فشاری در سنین مختلف بر روی نمونه‌های بتنی الزامی است.

جمع‌بندی

ابر روان کننده پلی کربوکسیلاتی به عنوان نسل جدیدی از افزودنی‌های بتن، نقش بسزایی در ارتقاء کیفیت، دوام و عملکرد بتن ایفا می‌کند. استفاده از این مواد منجر به کاهش نسبت آب به سیمان، بهبود کارایی، افزایش مقاومت، کاهش ترک‌خوردگی و بالا رفتن دوام نهایی بتن می‌گردد. با توجه به مزایای متعدد و کاربردهای گسترده ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی، انتظار می‌رود استفاده از این مواد در صنعت ساختمان همچنان رونق داشته باشد.