با چنین شرایطی تقاضا برای ساخت بتن‌های توانمند نیز افزایش یافته. اما برای افزایش عملکرد، بهبود رفتار و همچنین برای افزایش مقاومت بتن در شرایط محیطی مختلف و ساخت بتن های گوناگون طبق تقضا، استفاده تنها از مصالحی چون سنگدانه‌ها، آب، سیمان برای ساخت چنین بتن‌هایی کافی نیست. بنابراین با گذشت زمان و با انجام آزمایش‌های متعدد، مهندسین یافتند که موادی موجود است که با افزودن آن‌ها به مصالح تشکیل‌دهنده بتن، می‌توان عملکرد مورد نظر را از بتن دریافت نمود. امروزه افزودنی‌های بتن با عملکرد‌های مختلف توسعه یافته است. افزودنی‌هایی چون روان‌کننده‌ها، فوق روان‌کننده‌ها، تندگیر کننده‌ها، کندگیر کننده‌ها، ضد یخ‌ها، آب‌بندکننده‌ها و افزودنی‌های حباب‌زا جزء پرکابردترین انواع افزودنی‌های بتن‌هستند. در این مقاله به بررسی عمیق عملکرد روان‌کننده‌های بتن پرداخته شده است.
روان‌کننده بتن چیست ؟
یکی از قابلیت‌های فیزیکی بتن، کارایی آن است. کارایی بتن به توانایی نفوذ و قرارگیری بتن در بین شبکه آرماتورهای فولادی در حین بتن‌ریزی گفته می‌شود. برای افزایش کارایی بتن نیز می‌توان در حین بتن‌ریزی به میکسر بتن آب اضافه نمود. اما آیا آب بیش از حد در ساختار و کیفیت بتن تاثیر دارد؟ در جواب چنین سوالی می‌توان گفت که آب یکی از موثرترین مواد در عملکرد و کیفیت نهایی بتن است. به طوری که مصرف بیش از حد آب، باعث افزایش نسبت آب به سیمان می‌شود. نسبت آب به سیمان زیاد، باعث می‌شود تا پیوند بین سیمان و سنگدانه‌های موجود در بتن به خوبی انجام نشود و در نهایت این پدیده سبب کسب مقاومت پایین از بتن نهایی می‌شود.
بنابراین افزایش کارایی بتن با استفاده از افزودن آب چندان مطلوب نبوده و بهتر است از این روش استفاده نشود. اما به جای آب چه افزودنی جایگزینی را می‌توان به منظور افزایش کارایی بتن استفاده نمود؟ افزودنی‌های روان‌کننده بتن، به منظور افزایش کارایی بتن نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع از افزودنی‌ها علاوه بر افزایش کارایی بتن، مقدار آب مورد نیاز بتن را نیز کاهش می‌دهد. با کاهش آب موجود در بتن، مسلما نسبت آب به سیمان کاهش یافته و در پی آن، مقاومت بتن نیز افزایش می‌یابد. میزان مصرف روان‌کننده‌ها در بتن، بسته به روش بتن‌ریزی و همچنین محل قرارگیری بتن تعیین می‌شود. معمولا دوز مصرفی افزودنی‌ها، توسط شرکت سازنده محصول، به صورت دیتاشیت تعیین می‌گردد. بنابراین قبل از استفاده از افزودنی‌های بتن، باید دیتاشیت محصول را مورد بررسی قرار داد.
– به طور کلی روان‌کننده‌ها از نظر شکل ظاهری در دو نوع زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
|
|
 |
| روان‌کننده‌های مایع | روان‌کننده‌های مایع |
انواع روان‌کننده‌ها
ترکیب روان‌کننده‌های بتن، با دیگر افزودنی‌های شیمیایی بتن سازگار با آن نیز می‌توانند علاوه بر تامین کارایی و کاهش آب بتن، دیگر رفتار بتن را تحت تاثیر قرار دهند. برای مثال ترکیب روان‌کننده با افزودنی‌های زودگیرکننده و یا کندگیر کننده، می‌توانند علاوه بر افزایش کارایی و کاهش آب، باعث افزایش سرعت گیرش یا کاهش سرعت گیرش بتن شوند. فرمول ساخت و نسبت‌های اختلاط مواد تشکیل‌دهنده هر محصول، معمولا توسط سازندگان محصول برای رقابت با دیگر تولیدکنندگان حفظ می‌شود. اما به طور کلی، پرکاربردترین مواد تشکیل‌دهنده روان‌کننده‌ها می‌تواند به شرح زیر باشد:
- سولفور شده ملامین فرمالدئید مایع (SMF)
- نفتالین فرمالدئید سولفور شده مایع (SNE)
- لیگنوسولفات اصلاح شده (MLS)
نکته : در دسته افزودنی‌های روان‌کننده، افزودنی‌هایی به نام فوق‌روان کننده نیز وجود دارند. این افزودنی‌ها، از ترکیبات ویژه‌تری نسبت به روان‌کننده‌های عادی برخوردار هستند. افزودنی فوق روان‌کننده، دارای کارایی مطلوب‌تر و کاهنده شدیدتر آب بتن هستند.
مکانیزیم عملکرد روان‌کننده در بتن
نحوه عملکرد این مواد افزودنی به این شرح است که این مواد یا بصورت پودری یا بصورت مایع به مخلوط مصالح خشک و یا به میکسر بتن قبل از بتن ریزی ریخته می‌شوند. این مواد اغلب به دلیل ترکیبات آلی که دارند، مستقیما بر روی واکنش سیمان با آب که فرآیند هیدراتاسیون نام دارد اثر گذاشته یا صرفا خواص مکانیکی مشخصی را به خمیر سیمان القا می کنند و عوامل متعددی را مانند چسبندگی خمیر سیمان، مقاومت و میزان گرانروی را تحت شعاع قرار می دهند.
مزایا استفاده از روان‌کننده‌ها در بتن
- افزایش کارایی
- کاهش آب مورد نیاز مخلوط بتن
- کاهش نسبت آب به سیمان
- افزایش مقاومت بتن
- درصورت ترکیب با افزودنی تندگیر کننده، زمان گیرش را کاهش می‌دهد.
- درصورت ترکیب با افزودنی کندگیر کننده، زمان گیرش را افزایش می‌دهد.
انواع کاربرد روان‌کننده‌ها در بتن
- در مواقعی که شبکه آرماتوربندی پیچیده بوده و بتن با ویبراتور به خوبی نفوذ نمی‌کند.
- در مواقعی که از بتنی با نسبت آب به سیمان پایین جهت تامین مقاومت مورد نیاز استفاده می‌شود.
- در مواقعی که دمای هوا زیاد بوده و این موضوع باعث تبخیر آب درون بتن می‌شود، می‌توان از روان کننده‌های دیرگیر استفاده نمود.
- در مواقعی که حجم بتن‌ریزی زیاد است.
مقدار دوز مصرفی روان‌کننده‌ها در بتن
همانطورکه در این مقااله بیان شد، میزان دوز مصرفی روان‌کننده‌ها در بتن به نوع بتن‌ریزی و محل قرارگیری بتن بستگی دارد. همچنین سازندگان محصولات افزودنی با ارائه دیتاشیت به مصرف کننده، آن‌ها را درجهت میزان دوز مصرفی و همچنین مشخصات مکانیکی و فیزیکی محصول راهنمایی می‌کنند. عددها و مقدارهای تعیین شده در دیتاشیت‌ها براساس آزمایش‌ها و تحقیقات پی‌در‌پی تعیین شده‌اند. یکی از آزمایش‌های مورد استفاده در تعیین دوز روان‌کننده، آزمایش اسلامپ است. این آزمایش میزان کارایی بتن را مورد بررسی قرار می‌دهد. با تطبیق نتایج حاصله از این آزمایش با استانداردهای تعیین شده در آیین‌نامه‌ها می‌توان به بتن با کارایی مربوطه نسبت به شرایط موردنظر دست یافت.
نحوه استفاده از افزودنی‌های روان‌کننده در بتن
همانطور که در مقاله بیان شد، افزودنی‌های روان‌کننده بتن در دو نوع پودری و مایع عرضه می‌شوند. هر دو نوع افزودنی را می‌توان در هنگام ساخت و یا حتی در مواقعی که بتن نیز ساخته شده است همراه با آب یا بدون آب به میکسر اضافه نمود.
