روان کننده بتن | تقویت بتن با این مواد

روان‌کننده بتن یکی از پرکاربردترین مصالح و موادی است که امروزه بدون آن، ساخت و ساز تقریبا مشکل و غیر ممکن شده است. علیرغم این که روان کننده بتن نقش بسزایی در شکل‌گیری یک بنا دارند اما اطلاعات کمی در رابطه با آن وجود دارد و به همین دلیل در این مقاله تصمیم گرفته‌ایم که به‌شکل جامع و کاملی به بررسی روان کننده بتن بپردازیم پس تا پایان با ما همراه شوید.

روان کننده بتن چیست؟

در یک تعریف کلی می‌توان گفت؛ روان‌کننده بتن، همان ماده‌ای است که با اضافه شدن به بتن، موجب نرم شدن و افزایش خاصیت شکل پذیری آن خواهد شد. روان کننده‌ها با کاهش اصطکاک بین ذرات سیمان، سنگدانه و آب، به بتن اجازه می‌دهند تا به راحتی در قالب‌ها جریان پیدا کرده و پر شدن کامل آن‌ها را تضمین می‌کند. این امر، به خصوص در سازه‌های با میلگردهای زیاد یا قالب‌های پیچیده، بسیار حائز اهمیت است.

تاریخچه روان کننده بتن

استفاده از مواد افزودنی برای بهبود خواص بتن، سابقه‌ای دیرینه دارد. شواهد نشان می‌دهد که مصریان باستان از خاکستر بادی و آهک برای افزایش کارایی بتن در ساخت اهرام خود استفاده می‌کردند. در قرن بیستم، با پیشرفت علم شیمی، تحقیقات گسترده‌ای در زمینه توسعه افزودنی‌های بتنی انجام شد. اولین روان کننده‌های بتن، در دهه ۱۹۳۰ از مواد شیمیایی آلی مانند لیگنین سولفونات‌ها ساخته شدند. این مواد تا حدودی می‌توانستند روانی بتن را افزایش دهند، اما معایب خاص خود را نیز داشتند.

در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، با ظهور فوق روان کننده‌ها، انقلابی در صنعت بتن ایجاد شد. این نسل جدید از روان کننده‌ها بر پایه پلیمرهای مصنوعی ساخته شده و قدرت بسیار بالاتری در روان کردن بتن دارند. فوق روان کننده‌ها امکان تولید بتن با اسلامپ بالا و در عین حال حفظ استحکام نهایی را فراهم کردند. این پیشرفت، منجر به توسعه بتن‌های با عملکرد بالا و بتن خودتراکم شد که در سازه‌های پیچیده و مدرن کاربرد فراوانی دارند.

کاربرد روان کننده بتن

روان کننده‌های بتن در طیف وسیعی از پروژه‌های ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از کاربردهای اصلی آن‌ها عبارتند از:

• ساخت بتن با اسلامپ بالا: در سازه‌های خاص مانند دیوارهای حائل و ستون‌های با میلگردهای زیاد، نیاز به بتنی روان با اسلامپ بالا وجود دارد. روان کننده‌ها این امکان را فراهم می‌کنند تا بدون افزایش خطر آب انداختگی، اسلامپ بتن را در حد مطلوب حفظ کرد.

• بتن ریزی در سازه های با میلگرد زیاد: وجود میلگردهای زیاد در سازه، می‌تواند ریختن بتن را با مشکل مواجه کند. روان کننده‌ها با افزایش روانی بتن، امکان پر شدن کامل فضای بین میلگردها و دستیابی به یکپارچگی سازه را فراهم می‌کنند.

• بتن ریزی با پمپاژ: پمپاژ بتن، روشی کارآمد برای انتقال بتن به مسافت‌های دور یا ارتفاعات بالا است. روان کننده‌ها نقش مهمی در موفقیت عملیات پمپاژ ایفا می‌کنند. زیرا به حفظ روانی بتن در طول مسیر انتقال کمک کرده و از گرفتگی لوله‌های پمپ جلوگیری می‌کنند.

• بتن ریزی در هوای گرم: همانطور که اشاره شد، روان کننده‌ها با کاهش نیاز به آب، از اثرات مخرب هوای گرم بر بتن تازه ریخته شده جلوگیری می‌کنند. این امر، امکان بتن ریزی در فصول گرم سال را تسهیل می‌کند.

• بتن ریزی در فضاهای با دسترسی محدود: در برخی از پروژه‌های ساختمانی، ریختن بتن در فضاهای تنگ و با دسترسی محدود، چالش بزرگی محسوب می‌شود. روان کننده‌ها با افزایش روانی بتن، این کار را آسان‌تر کرده و امکان پر شدن کامل قالب‌ها را تضمین می‌کنند.

روان‌کننده بتن از چه موادی ساخته می‌شوند؟

روان کننده‌های بتن با ترکیبات شیمیایی مختلفی ساخته می‌شوند. نوع مواد اولیه، بر عملکرد و ویژگی‌های نهایی روان کننده تاثیر می‌گذارد. در ادامه به رایج‌ترین مواد تشکیل دهنده روان کننده‌های بتن اشاره می‌کنیم:

• لیگنین سولفونات‌ها: همانطور که اشاره شد، لیگنین سولفونات‌ها از اولین نسل روان کننده‌های بتن هستند. این مواد، از فرآیند فرآوری چوب به دست می‌آیند و با ایجاد پوشش نازکی بر روی ذرات سیمان، مانع از چسبندگی آن‌ها شده و باعث روان‌تر شدن بتن می‌شوند.
• نفتالین سولفونات‌های متراکم: این دسته از روان کننده‌ها، از مشتقات نفتی هستند و عملکردی مشابه با لیگنین سولفونات‌ها دارند. نفتالین سولفونات‌ها قدرت روان کنندگی بالاتری نسبت به لیگنین سولفونات‌ها دارند، اما در عین حال، ممکن است بر زمان گیرش بتن تاثیر بگذارند.
• پلی کربوکسیلات‌های اتری: پلی کربوکسیلات‌های اتری، جدیدترین و کارآمدترین نوع روان کننده‌های بتن محسوب می‌شوند. این مواد بر پایه پلیمرهای مصنوعی ساخته شده و قدرت روان کنندگی بسیار بالایی دارند. پلی کربوکسیلات‌های اتری، سازگاری خوبی با انواع سیمان داشته و تاثیر منفی بر زمان گیرش یا مقاومت نهایی بتن ندارند..

مشخصات فیزیکی و شیمیایی روان‌کننده بتن

شاید این سوال برایتان پیش بیاید که، یک روان کننده بتن نرمال چه ویژگی‌هایی دارد؟ ما این ویژگی‌ها را در قالب یک جدول برای شما آماده کرده‌ایم.

مزایا و معایب روان کننده بتن

مزایا

مزایای این ماده بسیار زیاد است که بصورت تیتروار به همه آنها اشاره خواهیم کرد:

• بهبود کارایی و روانی بتن: روان کننده‌ها باعث روان‌تر شدن بتن شده و ریختن آن در قالب‌ها را آسان‌تر می‌کنند. این امر، به خصوص در سازه‌های با میلگردهای زیاد یا قالب‌های پیچیده، بسیار حائز اهمیت است.
• کاهش نسبت آب به سیمان: همانطور که می‌دانید، نسبت آب به سیمان یکی از عوامل کلیدی در تعیین استحکام نهایی بتن است. با استفاده از روان کننده می‌توان با حفظ کارایی، مقدار آب مصرفی در بتن را کاهش داد. کاهش نسبت آب به سیمان منجر به افزایش تراکم، استحکام و دوام نهایی بتن می‌شود.
• افزایش مقاومت و دوام بتن: کاهش نسبت آب به سیمان ناشی از استفاده از روان کننده، در نهایت منجر به افزایش مقاومت و دوام بتن در برابر عوامل مخرب محیطی مانند یخ زدگی و سولفات‌ها می‌شود.
• سهولت در بتن ریزی: روان کننده‌ها باعث می‌شوند تا بتن به راحتی در قالب‌ها پخش شده و پر شدن کامل آن‌ها را تضمین می‌کند. این امر، منجر به سطوح صاف‌تر و با کیفیت ظاهری بالاتر می‌شود.
• کاهش جداشدگی و آب انداختگی: یکی از مشکلات رایج در بتن ریزی، جداشدگی سنگدانه‌ها از خمیر سیمان و تجمع آب روی سطح بتن است. روان کننده‌ها با کاهش اصطکاک بین ذرات، از جداشدگی آن‌ها جلوگیری می‌کنند. همچنین، روان کننده‌ها باعث بهبود توزیع آب در مخلوط بتن شده و احتمال آب انداختگی را کاهش می‌دهند.
• امکان استفاده در هوای گرم و سرد: روان کننده‌ها می‌توانند بر تاثیر عوامل محیطی بر بتن تازه ریخته شده، غلبه کنند. در هوای گرم، روان کننده‌ها با کاهش نیاز به آب، از تبخیر سریع آب و ترک خوردگی بتن جلوگیری می‌کنند. در هوای سرد، روان کننده‌ها باعث حفظ کارایی بتن در دماهای پایین شده و امکان بتن ریزی در فصول سرد را تسهیل می‌کنند.
• بهبود کیفیت سطح نهایی: استفاده از روان کننده‌ها به دستیابی سطوح صاف‌تر و با تخلخل کمتر در بتن کمک می‌کند. این امر، نه تنها از نظر زیبایی‌شناختی اهمیت دارد، بلکه مقاومت بتن در برابر نفوذ آب و مواد خورنده را نیز افزایش می‌دهد.

معایب

خبر خوشحال‌کننده‌ای که در رابطه با روان کننده بتن وجود دارد این است که اگر این مواد به اندازه موردنیاز در بتن به‌کار رود، هیچ ضرر و عیبی برای بتن به دنبال نخواهد داشت و سراسر سود و فایده خواهد بود.

انواع روان‌کننده بتن

امروزه این ماده بااهمیت در قالب سه نسل روانه بازار شده است که در ادامه به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.

روان کننده های معمولی

این نوع روان کننده‌ها، از مواد شیمیایی آلی مانند لیگنین سولفونات‌ها و نفتالین سولفونات‌های متراکم ساخته می‌شوند. روان کننده‌های معمولی، قدرت روان کنندگی متوسطی دارند و برای پروژه‌های با الزامات معمولی مناسب هستند.

فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده‌ها، نسل جدیدی از روان کننده‌های بتن هستند که بر پایه پلیمرهای مصنوعی ساخته می‌شوند. این مواد، قدرت روان کنندگی بسیار بالایی دارند و می‌توانند اسلامپ بتن را به طور قابل توجهی افزایش دهند. فوق روان کننده‌ها برای پروژه‌های خاص مانند ساخت بتن‌های با عملکرد بالا (HPC) و بتن خودتراکم (SCC) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ابروان کننده بتن

ابروان کننده‌ها که همچنین به عنوان فوق روان کننده یا سوپرپلاستیسیزر شناخته می‌شوند، قدرتمندترین نوع روان کننده بتن به شمار می‌روند. این مواد، امکان دستیابی به اسلامپ بسیار بالا و کاهش قابل توجه مصرف آب را فراهم می‌کنند. در نتیجه، می‌توان بتنی بسیار روان با نسبت آب به سیمان پایین تولید کرد.

خواص و اثرات روان کننده بتن بر کیفیت بتن

• افزایش اسلامپ و کارایی بتن
• کاهش آب بتن حدود 10 درصد
• افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن
• صرفه جویی در مصرف سیمان
• افزایش دوام و پایایی بتن
• ممانعت از به وجود آمدن ترک‌های سطحی در بتن
• ممانعت از خزش بتن
• جلوگیری از جمع شدگی و انقباض
• تولید بتن‌هایی با سطح صاف و کم تخلخل
• ممانعت از جمع شدگی سنگدانه‌ها و آب انداختگی بتن

روان کننده ها را چگونه باید مصرف کرد؟

استفاده صحیح از روان کننده‌های بتن، برای دستیابی به حداکثر بهره‌وری از آن‌ها اهمیت دارد. در ادامه، به نکات مهمی در خصوص نحوه استفاده از روان کننده بتن اشاره می‌کنیم:

1. انتخاب نوع مناسب روان کننده

انواع مختلفی از روان کننده‌های بتن با عملکردهای متفاوت وجود دارد. انتخاب نوع مناسب، بر اساس نیاز پروژه و نوع سیمان مصرفی صورت می‌گیرد. مشاوره با متخصصان فنی، در انتخاب صحیح روان کننده بسیار راهگشا است.

2. میزان مصرف روان کننده

میزان مصرف روان کننده بتن، بر حسب درصد وزنی سیمان، توسط تولیدکننده بر روی محصول درج می‌شود. رعایت دقیق این مقدار، برای دستیابی به نتایج مطلوب و جلوگیری از عوارض جانبی احتمالی، ضروری است.

3. روش اختلاط روان کننده با بتن

روان کننده بتن معمولاََ به دو روش به مخلوط بتن اضافه می‌شود:

• روش مستقیم: در این روش، روان کننده به همراه آب اختلاط به مخلوط بتن اضافه می‌شود.
• روش پیش اختلاط: در این روش، روان کننده ابتدا با بخشی از آب اختلاط مخلوط شده و سپس به کل مخلوط بتن اضافه می‌شود. روش پیش اختلاط به خصوص برای روان کننده‌های قدرتمندتر مانند فوق روان کننده‌ها توصیه می‌شود. زیرا این روش باعث می‌شود تا روان کننده به طور کامل با ذرات سیمان واکنش دهد و حداکثر تاثیرگذاری را داشته باشد.

اصول ایمنی که درمورد روان کننده بتن باید رعایت شود

برخی از روان کننده‌های بتن ممکن است دارای خاصیت قلیایی باشند. بنابراین، در هنگام کار با آن‌ها باید از دستکش، لباس و عینک ایمنی استفاده کرد. همچنین، از تماس مستقیم روان کننده با پوست و چشم خودداری کنید. در صورت تماس، محل را با آب فراوان شستشو دهید.

مکانیزم اثر روان کننده بتن

هنگامی که سیمان با آب مخلوط می‌شود، به دلیل کم بودن نیروی جدا کننده (نیروی دافعه) ذرات سیمان، به هم چسبیده و سبب تولید کلوخه می‌شود. با افزودن روان کننده به مخلوط آب و سیمان، این کلوخه‌ها از هم فاصله می‌گیرند. دلیل این مکانیزم، کاهش نیروهای جذب کننده و افزایش نیروی دافعه سطح ذرات سیمان است. در حقیقت این کار، اجازه‌ی حرکت بیشتری به ذرات سیمان می‌دهد. رایج ترین مکانیزم عملکرد این رابطه، نیروی دافعه الکتروستاتیکی است که با جذب ذرات افزودنی کاهنده آب روی دانه‌های سیمان، دانه‌ها بار منفی گرفته و در نتیجه دانه‌های سیمان که تا کنون جهت گیری نکرده بودند، دارای بار منفی می‌شوند و به علت ایجاد نیروی دافعه الکتروستاتیکی، از هم فاصله می‌گیرند.

اصول نگهداری از روان کننده بتن

این محصولات باید در شرایط ویژه‌ای نگهداری شوند؛ که این شرایط عبارتند از:

• مدت: حداکثر تا یک سال در بسته بندی اولیه نگهداری شوند.
• شرایط: دور از سرما، یخبندان، گرما و تابش مستقیم و طولانی نور خورشید باشند.
• بهترین دمای نگهداری: 10+ الی 30+ درجه

سخن پایانی

به طور کلی روان کننده ها کارایی و عملکرد بتن را افزایش خواهند دارد و به بهبود کیفیت آن کمک خواهند کرد. ایم متریال در دسته‌ی افزودنی‌های بتن هستند که شما می‌توانید به صورت آنلاین آن‌ها را از سیوان لند خریداری و در محل مورد نظر خود تحویل بگیرید. جهت مشاهده و استعلام قیمت روان کننده بتن و دیگر افزودنی‌ها به سیوان لند مراجعه کنید.