معرفی روان کننده بتن و تاثیر استفاده از روان کننده ها در دوام بتن

روان کننده‌های بتن، یکی از مواد افزودنی بتن هستند که برای افزایش روانی بتن بدون نیاز به آب، مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور کلی، انواع روان کننده‌های بتن به 3 دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر یک ویژگی‌ها و کاربرد‌های خاص خود را دارند.

تاریخ‌چه روان کننده بتن

سابقه استفاده از مواد افزودنی بتن در ساخت و ساز، بسیار طولانی می‌باشد و قدمت آن به  زمانی بر می‌گردد که  رومیان باستان از شیر، خون و چربی، چینی‌ها از ملاس، روغن تانگ و خمیر برنج، جهت بهبود خواص مصالح ساختمانی استفاده می کردند.

در ایران باستان نیز نوعی ملات سنتی و ضد آب به نام ساروج، از ابتکارات معماران ایرانی بوده که از تخم مرغ، خاکستر کوره حمام و پشم حیوانات به عنوان افزودنی در آن استفاده می شده است.

روان کننده‌های بتن، یکی از این مواد افزودنی بتن هستند که برای افزایش روانی بتن بدون نیاز به آب، مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع روان کننده بتن به 3 دسته اصلی تقسیم می شوند که عبارتند از:

روان کننده های نسل اول ( روان کننده های لیگنوسولفونات )

روان کننده بتن لیگنوسولفونات، جزو محصولات جانبی خمیر چوب می باشد که دانشمندان در دهه 1930 میلادی، به فرمول شیمیایی آن دست یافتند و آن را روان‌ساز بتن( روان کننده بتن )نامیدند.

روان کننده های نسل دوم ( فوق روان کننده های بتن پلی نفتالین و ملامین فرمالدئید )

روان کننده های پلی نفتالین و ملامین فرمالدئید در اواسط قرن بیستم وارد بازار شدند؛ که نسبت به روان کننده های نسل اول حفظ کارایی بهتری داشتند. اما این گروه از افزودنی ها نیز، آنچنان قدرت فوق العاده ای از خود نشان ندادند و همین امر باعث شد از چرخه مصرف خارج شوند.

روان کننده های نسل سوم ( ابر روان کننده پلی کربوکسیلات اتر )

نقاط ضعفی که در نسل اول و دوم وجود داشت باعث ظهور نسل سوم ، پلی کربوکسیلات ها شد. ابر روان کننده های پلی کربوکسیلاتی به واسطه ترکیبات شیمیایی که دارند، تاثیرات بسیاری در خواص بتن تازه و بتن سخت شده از خود بر جای می گذارند.

مکانیزم کلی عملکرد این گروه، جدا‌سازی و پراکندن دانه های سیمان به کمک نیرو های دافعه ناشی از بار های الکترواستاتیکی است. در بتن و ملات، دانه های سیمان و سنگدانه در اثر ترکیب با آب دارای بار سطحی الکترواستاتیکی می‌شوند، به نحوی که ذرات سیمان در این حالت تمایل دارند که به یکدیگر بچسبند. ابر روان کننده ها در زمان اختلاط، جذب سطح دانه‌های سیمان می‌شوند و به آن‌ها بار منفی می دهند، که منجر به ایجاد نیروی دافعه بین ذرات سیمان و پراکندن آن ها می‌شود.

 

دوام بتن چیست

دوام یکی از ویژگی‌های مهم در بتن میباشد که امروزه توجه زیادی به آن می‌شود. در طی سالیان گذشته کارشناسان صنعت بتن بیشتر بر توان مقاومتی آن تاکید می نمودند اما در حال حاضر به دلایل مختلفی که وجود دارد دوام بتن از اهمیت بسیار ویژه ای برخوردار شده است.

طبق تعریف کمیته 201 انستیتوی بتن آمریکا  دوام بتن ساخته شده با سیمان پرتلند به میزان مقاومت آن در برابر عوامل هوازدگی، حمله شیمیایی، سایش یا هر فرآیندی که موجب آسیب دیدگی شود، گفته می‌شود.

بنابراین بتن با دوام، بتنی است که شکل اولیه، کیفیت و قابلیت خدمت رسانی خود را در شرایط محیطی حاکم حفظ کند.

طبق نظریه کارشناسان برآورد می‌شود در کشورهای پیشرفته صنعتی بیش از 40 درصد کل منابع پولی صنعت ساختمان در بخش تعمیر و نگهداری سازه‌های موجود و کم‌تر از 60 درصد آن برای تاسیس سازه‌های جدید هزینه می‌گردد. این موارد زنگ خطری می‌باشد که موضوع دوام بتن را جدی بگیریم .

علاوه بر اتلاف منابع و هزینه ، موضوع محیط زیست و حفظ منابع خدادادی ما را مجبور به بادوام‌تر ساختن بتن می‌نماید.

عوامل مؤثر در دوام بتن

عوامل موثر در دوام بتن شامل استفاده از مواد حباب ساز(در شرایط ذوب و یخ متناوب)، کنترل میزان سولفات و کلرید در بتن، تطابق نسبت آب به سیمان در بهترین حالت و اتخاذ تدابیر احتیاطی در محیط های سولفاتی ، سلامت سنگدانه وعمل آوری بتن می‌باشد.

عوامل مؤثر در کاهش دوام بتن

از جمله عوامل تاثیر گذار بر کاهش دوام و آفت ماندگاری در بتن می توان به عوامل فیزیکی ، عوامل شیمیایی ، عوامل مکانیکی ، خوردگی میلگرد، انتخاب مصالح نامرغوب و خطا‌های اجرایی اشاره نمود .

تفاوت مقاومت بتن و دوام بتن

مقاومت بتن به حداکثر تنش قابل تحمل از سوی بتن در برابر بار های وارد شده اشاره دارد ولی دوام بتن، عمر مفید بتن برای بهره برداری در شرایط ایمن را مد نظر قرار می‌دهد.

درست است که دوام بتن و مقاومت بتن، 2 مفهوم کاملا متفاوت هستند؛ اما ارتباط مستقیمی بین این 2 وجود دارد. به طور کلی هرچه مقاومت بتن بیش‌تر باشد، دوام آن نیز بیش‌تر خواهد بود.

نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط بتن

نسبت آب به سیمان در بتن و ملات، گرچه ممکن است در ابتدا ساده به نظر برسد، اما نقش بسیار مهمی در افزایش مقاومت و دوام بتن دارد. قطعا برای ساخت بتن، به مقداری آب نیاز خواهید داشت؛ اما اگر بیش از حد از آب استفاده کنید، مقاومت بتن کاهش می‌یابد، به همین دلیل است که برای افزایش روانی بتن بدون نیاز به افزودن آب و امکان‌پذیر شدن بتن ریزی با استفاده از پمپ، از روان کننده بتن استفاده می‌شود.

تأثیر آب بیش از حد در طرح اختلاط بتن

1. آب بیش از حد مقاومت فشاری بتن را کاهش می دهد، زیرا آب اضافی پس از سخت شدن تبخیر می‌شود و فضای خالی در بتن ایجاد می‌کند.
2. محتوای آب بیشتر منجر به افزایش جمع شدگی خشک شدن می شود و بتن را از نظر استحکام کششی ضعیف تر و مستعد ترک خوردن می‌کند.
3. کاهش مقاومت در اثر آب اضافی، مقاومت سایشی را نیز کاهش می دهد.
4. افزایش نفوذ پذیری بتن: حفره های ایجاد شده در اثر تبخیر آب اضافی، بتن را متخلخل می‌کند و باعث جذب آب و کاهش دوام بتن می‌شود.
5. پوسته شدگی: آب اضافی می تواند سنگدانه های ریز را به سطح بتن بیاورد و منجر به ایجاد پودر شدگی یا برداشته شدن لایه سطحی بتن(پوسته شدگی)شود.
6. کاهش دوام بتن:استفاده از آب بیش از اندازه در طرح اختلاط بتن، باعث کاهش مقاومت، افزایش جمع شدگی و نفوذ پذیری بیشتر و در نتیجه منجر به کاهش دوام سازه بتنی می‌شود.

عواقب استفاده از آب کم در بتن

البته استفاده از آب کم در بتن نیز می‌تواند مشکلات زیادی به وجود بیاورد. برخی از مهم‌ترین عواقب استفاده کم از آب در بتن عبارتند از:

1. کاهش کارایی: منجر به تراکم ضعیف و کرمو شدن بتن سخت شده می‌شود.
2. هیدراتاسیون ناقص : بدون آب کافی، سیمان نمی‌تواند به طور کامل هیدراته شود و در نتیجه، پیوند ناقص بین خمیر سیمان و سنگدانه ها ایجاد می‌گردد و کاهش مقاومت و دوام بتن را دربر دارد.
3. افزایش خطر ترک خوردگی: آب ناکافی باعث خشک شدن سریع بتن شده و منجر به ایجاد ترکخوردگی،   قبل از خشک شدن بتن می‌شود.

تأثیر استفاده از روان کننده در دوام بتن

نسبت آب به سیمان بهینه و استفاده از افزودنی بتن رایج ترین استراتژی برای ساخت بتنی با مقاومت بالا و بادوام می باشد.

حضور افزودنی در مخلوط بتنی ، علاوه بر تاثیر بر مقاومت و مشخصات مکانیکی بتن تولید شده، در دوام بتن نیز موثر است.

استفاده از روان کننده  بتن و کاهش نسبت آب به سیمان باعث می شود میزان نفوذ پذیری خمیر سیمان کاهش یافته و در نتیجه میزان نفوذ سولفات  به داخل بتن کاهش یابد که باعث افزایش دوام در بتن می‌گردد.

برای ارزیابی میزان مقاومت و دوام بتن در برابر چرخه ذوب و یخ  ، استفاده از حباب هواساز بتن همواره کاهش مقاومت را در پی دارد که استفاده از روان کننده نه تنها دوام بتن را افزایش می‌دهد بلکه کاهش مقاومت ناشی از ایجاد حباب هوا در بتن را هم جبران می‌نماید.

خرید ابر روان کننده بتن

روان کننده بتن ، محصولی کارا و مفید در ساخت و تولید بتن های با‌کیفیت است که نه تنها در میزان مقاومت ، مقدار تخلخل و نفوذپذیری بتن تاثیر می‌گذارد بلکه دوام بتن را در برابر حملات سولفات ها و خوردگی ناشی از کلر افزایش می‌دهد.

در نتیجه                                                  برای رسیدن به بتنی با دوام و مقاوم، استفاده از روان کننده بتن با‌کیفیت که مطابق استاندارد‌های روان کننده بتن تولید شده باشد، از اهمیت زیادی برخوردار است. پترو آپادانا آراز پارس، بزرگ‌ترین کارخانه تولید روان کننده بتن در شیراز است که همواره با تولید محصولات با‌کیفیت و مطابق آیین‌نامه‌های بین المللی، موفق شده است رضایت مشتریان خود را به دست آورد.

برای دریافت مشاوره رایگان و خرید روان کننده بتن از کارخانه، با واحد فروش پترو آپادانا در ارتباط باشید.

 

نویسنده: مهندس حامد نیک منش، محقق و پژوهشگر در صنعت بتن و افزودنی های بتن.