بتن از سه بخش اصلی شامل آب، سیمان و سنگدانه تشکیل شده که کاربرد بسیار فراوانی در صنعت ساختمان سازی دارد.

آب: از آب به منظور ایجاد واکنش شیمیایی با سیمان استفاده می شود و تاثیر بسیار زیادی در کارایی بتن نیز دارد به طوری که هر چه نسبت آب به سیمان کمتر باشد مقاومت بتن بیشتر و نفوذ پذیری آن نیز کمتر می شود.

سیمان پرتلند: وجود سیمان پرتلند سبب شده تا سنگدانه و ماسه به یکدیگر بچسبد و بتن تشکیل شود.

سنگدانه: ذرات ریز و درشت شن و ماسه سنگدانه بتن را تشکیل می دهد.

انواع افزودنی های بتن

مواد شیمیایی گوناگونی با نسبت وزنی معین شده به بتن اضافه شده تا برخی ویژگی ها و خواص آن را بهبود ببخشد. در ادامه به بررسی یکی از مهم ترین افزودنی های بتن یعنی روان کننده خواهیم پرداخت.

روان کننده بتن چیست و چه کاربردی دارد؟  

بتن ریزی یکی از مهم ترین مراحل ساختمان سازی بوده که تاثیر بسیار زیادی در مقاومت بنا می گذارد. در این فرآیند بتن با پمپ مخصوص ریخته شده و در صورت روان نبودن آن، خلل و فرج محل مورد نظر به درستی پر نمی شود. ممکن است فکر کنید که با افزایش نسبت آب می توان این مشکل را رفع کرد اما به یاد داشته باشید که با انجام این کار، مقاومت بتن تا حد چشمگیری کاهش یافته و بتن دچار شکستگی و ترک می شود. به منظور رفع این مشکل می توان از افزودنی روان کننده بتن استفاده کرد. روان کننده یک ماده ی شیمیایی بوده که به جهت کاهش آب و افزایش عدد اسلامپ بتن مورد استفاده قرار می گیرد. روان کننده بتن سبب کاهش آب مصرفی و افزایش تراکم بتن شده،  از این روی فرآیند ویبره زنی بتن نیز چندان ضروری نمی باشد.

نکته: در پروسه ویبره زنی هوای میان ذرات سیمان خارج شده بنابراین بافت بتن تا حد زیادی متراکم می شود.

ویبره زدن بتن به صورت کوبشی یا لرزشی انجام شده و سبب کاهش چسبندگی بتن و در پی آن از بین رفتن اصطکاک و افزایش چگالی آن نیز می شود. جالب است بدانید که با بالا رفتن عدد اسلامپ، بتن بدون از دست دادن خواص خود روان شده و از این روی به آسانی خلل و فرج محل مورد نظر را پر می کند.

روان کننده بتن و انواع آن

روان کننده های بتن به انواع گوناگونی تقسیم بندی شده که در ادامه هر یک را به طور کامل بررسی خواهیم کرد.

روان کننده های بتن از نظر قدمت

روان کننده ها بر اساس نوع سیمان تاثیر گذاری متفاوتی نیز دارند. برای مثال بالاترین تاثیر گذاری را بر روی سیمان های پوزولانی می گذارند. روان کننده ها به سه نسل گوناگون به شرح ذیل تقسیم بندی می شود.

روان کننده های نسل اول:

نسل اول روان کننده ها برای اولین بار در دهه 1930 میلادی و بر پایه (مونومرهای لیگنوسولفونات) به صورت عمده مورد استفاده قرار گرفت.

از جمله معایب روان کننده های نسل اول عبارت است از:

• عدم امکان استفاده در آب و هوای سرد
• کاهش مقاومت بتن در برخی موارد
• میزان مصرف بسیار بالا (در هر متر مکعب بتن)
• هوازایی

روان کننده های نسل دوم:

نسل دوم روان کننده ها که به کاهنده های قوی آب و فوق روان کنندها نیز مشهور بود، در دهه 1960 میلادی مورد استفاده قرار گرفت. این نسل نیز بر پایه نفتالین، سولفونات و مونومرهای ملامین سولفونات تولید شد. جالب است بدانید که این نسل از روان کننده به دلیل نوع ساختار پلیمری آن میبایست قبل از مصرف، با سیمان مورد استفاده از نظر سازگاری بررسی شود.

معایب روان کننده های نسل دوم عبارت است از:

• عدم حفظ کارایی در مدت زمان بالا
• عدم امکان استفاده در آب و هوای گرم
• میزان مصرف بالای روان کننده به منظور دستیابی به روانی استاندارد

مفهوم اختلاط عمیق خاک

روان کننده های نسل سوم:

نسل سوم به عنوان ابر روان کننده ها نیز مشهور است و بر پایه پلی کربوکسیلات اتر تولید می شود. مزایا بی شمار این نسل از روان کننده ها سبب شده تا در مدت زمان کوتاهی مورد توجه  بسیاری از مهندسین قرار بگیرد. از جمله فواید این نسل از روان کننده ها می توان به حباب زایی کم، کاهش چشمگیر آب مصرفی، قیمت بسیار مناسب و حفظ کارایی بتن اشاره کرد.

بررسی انواع روان کننده ها از نظر گیرش

روان کننده ها از نظر گیرش نیز به سه دسته تقسیم بندی می شوند.

نوع A: روان کننده معمولی

این نوع از روان کننده ها دارای ترکیباتی بوده که سبب افزایش سرعت هیدراتاسیون سیمان شده از این روی اثر دیرگیری روان کننده را از بین می برد.

نوع  D: روان کننده کند گیر

روان کننده ها با پایه لیگنین سبب به تاخیر افتادن گیرش لحظه ای شده و استفاده از آن نیز میبایست بر اساس درصد پیشنهادی تولید کننده صورت بگیرد.

نوع E: روان کننده تند گیر

جهت رفع اثر ذاتی دیرگیری روان کننده ها، مقداری تندگیر در آن ها موجود بوده و میزان گیرش آن نیز بسته به نوع سیمان و دمای محیط متغیر است. از روان کننده های نوع E عموما در ساخت کانال ها، پوشش تونل ها و قطعات پیش ساخته استفاده می شود.

نکته: این افزودنی برای بتن ریزی در آب و هوای سرد نیز بسیار کاربرد دارد.

روان کننده پایه لیگنوسولفوناتی: این روان کننده در زمان ساخت بتن اضافه شده و تاثیر بهتر آن زمانی است که حدود 80 درصد آب مصرفی اضافه شود.

روان کننده با پایه نفتالینی: فوق روان کننده ها عموما در این دسته قرار می گیرند.

توجه: به یاد داشته باشید که میزان تاثیر روان کننده ها طی مدت طولانی سنجیده شده و مشاهده ی چند روزه  عملکرد بتن چندان قابل اعتماد نیست.

ترکیبات سیمان و تاثیر آن بر روان کننده بتن

این نکته مهم را به یاد داشته باشید که ترکیبات سیمان تاثیر بسیار زیادی در مقاومت کسب شده بتن به هنگام استفاده از مواد افزودنی روان کننده دارد.

نکته: برای مثال سیمان هایی با خاصیت کم قلیایی (دارای مقدار کم C3A).

بنابراین سیمان پوزولانی کاربرد بسیار بهتری به نسبت سیمان های پرتلند تیپ 1 تا 5 خواهد داشت.

بررسی ویژگی فیزیکی و شیمیایی روان کننده ها

جهت رسیدن به طرح اختلاط بهینه، مطلع شدن از خاصیت فیزیکی و شیمیایی روان کننده ها الزامی است.

چگالی: وزن مخصوص روان کننده بتن حدود 1100 کیلوگرم بر متر مکعب (نزدیک به آب) بوده از این روی قابلیت حل شدن در آب و محلول های آبی را نیز دارد.

PH: جالب است بدانید که روان کننده ها اسیدی یا قلیایی نیستند بنابراین خنثی بودن روان کننده ها سبب شده تا این مواد در صورت نفوذ به اطراف، هیچ گونه مشکل زیستی ایجاد نکنند.

شکل ظاهری: برخی شرکت های تولید کننده، روان کننده را به صورت پودری و برخی دیگر به صورت مایعی به رنگ قهوه ای عرضه می کنند.

ترکیبات: نبود یون کلراید در این محصول سبب شده تا بتوان از آن در صورت وجود میلگرد نیز استفاده کرد.

علت استفاده از روان کننده بتن

افزایش مقاومت بتن: جهت دستیابی به بتن با مقاومت بسیار بالا، مقدار سیمان مصرفی افزایش یافته که این امر سبب بالا رفتن هزینه ها و حرارت زایی بیشتر بتن می شود. در این شرایط به جهت افزایش میزان مقاومت می توان از روان کننده ها استفاده کرد.

ساخت قطعات پیش ساخته: جهت ساخت قطعات بتنی پیش ساخته نیز میبایست از روان کننده ها استفاده کرد زیرا در این صورت بتن به آسانی در قالب های مورد نظر قرار گرفته و به تراکم استاندارد نیز می رسد. در صورت استفاده از روان کننده ها به جهت ساخت قطعات پیش ساخته بتنی، بسیاری از هزینه ها نظیر قالب گیری، ویبره زدن و نیروی انسانی تا حد چشمگیری کاهش پیدا می کند.

استفاده از روغن برای روان کردن بتن

برخی از افراد جهت روان کردن بتن از روغن های موجود استفاده کرده که این کار هیچ تاثیری در روان شدن بتن ندارد. روغن قابلیت حل شدن در آب را نداشته از این روی مقاومت نهایی بتن کاهش بسیار چشمگیری خواهد داشت.

میزان استفاده از روان کننده بتن

میزان مورد نیاز از روان کننده ها میبایست با دقت بررسی شود زیرا استفاده ی کم یا زیاد از آن باعث ایجاد تغییر در زمان گیرش شده و می تواند سبب مشکلاتی نظیر آب انداختگی بتن و یا افزایش هوای بتن شود. جهت دستیابی به مقدار مناسب از روان کننده ها می توان این ماده را به صورت مرحله ای به بتن اضافه کرد و بعد از هر مرحله به کمک تست اسلامپ و مشاهده ی عینی میزان روانی بتن را بررسی کرد. به یاد داشته باشید که در کل میزان این ماده باید بین 0.5 تا 1.5 درصد از وزن سیمان باشد. البته در صورت استفاده از سیمان ریز، مقدار روان کننده بیشتر خواهد شد.

توجه: متخصصان برای پروژه های معمولی میزان یک درصد را مناسب دانسته و معتقدند استفاده در این مقدار سبب دستیابی به روانی مناسب بتن می شود.

نحوه استفاده از روان کننده

استفاده از روان کننده در محل پروژه: افزودن روان کننده در محل پروژه تاثیر بیشتری بر مخلوط بتن داشته اما ممکن است روان کننده به طور مناسب با بتن ترکیب نشود.

استفاده از روان کننده در بچینگ: پس از ترکیب شن و ماسه و اضافه کردن آب در مرحله ساخت بتن در بچینگ، می توان روان کننده بتن را به جهت جلوگیری از استهلاک شدید به مخلوط بتنی اضافه کرد.

استفاده به صورت ترکیبی (محل پروژه و بچینگ): در این روش از هر دو مورد مذکور استفاده شده و مزایایی چون کاهش انرژی مصرفی، کاهش مصرف آب، روان شدن بتن و غیره را به همراه دارد.

از دیگر نکات مثبت این روش می توان به اطمینان از پخش یکنواخت مواد اشاره کرد.

مزایا استفاده از روان کننده بتن

از جمله مزایا استفاده از روان کننده ها می توان به افزایش چسبندگی بتن به میلگرد، کاهش عیار سیمان، قابلیت پمپاژ آسان بتن، افزایش مقاومت فشاری، کاهش جدا شدگی دانه بتن، کاهش میزان آب مصرفی، پیشگیری از درز سرد بتن در زمان بتن ریزی، کاهش حرارت هیدراسیون، کاهش نفوذ پذیری، امکان استفاده از بتن با مصالح سنگی نامناسب، تراکم بالا، امکان استفاده در قالب های نازک و افزایش روانی بتن اشاره کرد.

معایب استفاده از روان کننده ها

عدم توجه به دستور العمل ها: بی توجهی به دستورات و قوانین در حین استفاده از روان کننده ها، سبب از بین رفتن کارایی این محصول شده از این روی خسارات جبران ناپذیری نیز به همراه دارد.

مقیاس و اندازه: یکی دیگر از نکاتی که میبایست در حین استفاده از این محصول به یاد داشته باشید، مقیاس و اندازه ها است.

برای مثال استفاده بیش از حد روان کننده سبب جدا شدن سنگدانه از خمیر سیمان شده و در نتیجه بتن دچار ترک خوردگی و شکستگی می شود.

نکته: توجه داشته باشید که میزان مورد نیاز روان کننده همواره نسبت به اسلامپ اولیه بتن متغیر است.

ترکیبات شیمیایی کاهنده آب بتن

از اصلی ترین مواد شیمیایی به کار رفته در این محصول می توان به لینگوسولفونات اصلاح شده اشاره کرد. لینگنین ماده ای با ترکیبات شیمیایی پیچیده بوده که 20 درصد از ترکیبات چوب را نیز تشکیل می دهد.

بررسی روان کننده و فوق روان کننده

فوق روان کننده ها انواع گوناگونی داشته که از میان آن ها می توان به فوق روان کننده نفتالینی، فوق روان کننده کربوکسیلاتی و فوق روان کننده لیگنوسولفات اشاره کرد.

فوق روان کننده نفتالینی: این فوق روان کننده بهترین گزینه برای مناطق معتدل و گرم بوده و میزان مصرف آن بین 0.8 تا 1 درصد وزن سیمان می باشد.

توجه: این فوق روان کننده عدد اسلامپ را تا 18 افزایش می دهد.

فوق روان کننده کربوکسیلاتی: پایه این نوع از فوق روان کننده ها اتر بوده و میزان مصرف آن بین 0.5 تا 2 درصد وزن سیمان می باشد.

توجه: این فوق روان کننده عدد اسلامپ را تا 12 افزایش می دهد.

فوق روان کننده لیگنوسولفات: این نوع از فوق روان کننده تاثیر کندگیری کنترل شده داشته و به میزان 0.8 تا 0.3 وزن سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.

توجه: این فوق روان کننده عدد اسلامپ را تا 21 افزایش می دهد.

ویژگی فوق روان کننده ها عبارت است از:

• تغییر حالت بتن از خمیری به سخت
• خاصیت دیرگیری در بتن
• ساخت بتن برای استفاده در مسافت طولانی
• افزایش کارایی بتن
• امکان ساخت بلوک های بتنی پیش ساخته
• مقاومت در برابر نفوذ
• ساخت بتن در حجم زیاد
• بهبود مقاومت فشاری
• امکان استفاده در سازه های بتنی نظیر ستون، تیر و غیره
• بتن ریزی در سطح وسیع
• امکان استفاده در بدنه سدهای آبی و کانال های آبی

قیمت روان کننده

قیمت نهایی این محصول بر اساس عوامل گوناگونی تعیین شده که برای مثال می توان به کیفیت محصول اشاره کرد. بهتر است به هنگام خرید روان کننده ها به نکاتی چون نوع روان کننده، شرایط و دمای هوا در محل بتن ریزی، حجم بتن ریزی و عیار بتن مصرفی توجه داشته باشید.

توجه: قیمت روان کننده عموما به صورت کیلویی محاسبه می شود.

نکاتی در خصوص روان کننده ها

ممکن است در هنگام استفاده از روان کننده ها با برخی مشکلات رو به رو شوید که در ادامه به بررسی عمده ترین آن ها خواهیم پرداخت.

آب افتادگی: این مشکل سبب دیر سخت شدن بتن می شود. علت اصلی این مشکل وجود سیمان، مواد جاذب آب و یا ماسه می باشد.

چسبیدن بتن به تجهیزات: در صورت وجود بیش از اندازه ماسه یا مواد جاذب هوا در اختلاط، بتن به ماله و یا دیگر تجهیزات چسبیده و سبب بروز مشکل می شود.

عدم پمپ شدن بتن: رعایت حدود اندازه ذرات سنگدانه نقش بسیار زیادی در پمپ شدن بتن دارد. همچنین در نظر داشته باشید که خاکستر بادی و مواد جذاب هوا، قابلیت هدایت بتن در پمپ را افزایش می دهد.

تجهیزات مصرفی: قالب ها و وسایل مصرفی برای بتن ریزی، میبایست تمیز و روغن اندود شده باشد.

دیگر مواد افزودنی: از جمله دیگر مواد افزودنی به بتن نیز می توان از ضد یخ ها، تند گیر کننده، رنگ کننده، هوازاها، مقاوم کننده ها، کند گیر کننده و ضد گرد و غبار اشاره کرد.