روان کننده بتن چیست ؟

روان کننده بتن چیست ؟

روان کننده بتن 

روان کننده بتن چیست ؟

روان کننده بتن‌، یکی از انواع افزودنی های بتن می باشد.‌ بتن پس از اختلاط با این ماده، دارای نوعی نیروی دافعه میان ذرات سیمان می‌شود. این نیرو در اثر نوعی بار الکتریکی که حاصل افزودن بتن است به وجود می‌آید. بنابراین، بتن حالتی نرم پیدا می‌کند.افزودنی‌های کاهنده آب‌‌ یکی از پرکاربردترین افزودنی‌های مورد استفاده در بتن هستند. روان کننده بتن، برای کاهش آب اختلاط در اسلامپ ثابت، ساخت بتنی با مقاومت بیشتر، دستیابی به مقاومت ثابت در عیار سیمان کمتر و یا افزایش اسلامپ بتن بدون نیاز به اضافه کردن آب به مخلوط بتنی استفاده می‌شود. این افزودنی‌ها موجب بهبود خواص سخت شده بتن و به خصوص افزایش مقاومت و دوام آن می‌شوند. همچنین با توجه به امکان کاهش عیار سیمان‌، استفاده از این افزودنی‌ها در بتن ریزی حجیم و بتن ریزی در هوای گرم برای کاهش گرمای هیدراتاسیون بسیار مناسب است. در صورت استفاده از این افزودنی‌ها در مخلوط بتنی بدون تغییر مقدار آب اختلاط، این افزودنی‌ها به عنوان روان کننده بتن عمل کرده که این ویژگی به بتن ریزی در سازه‌ای با تراکم آرماتور زیاد کمک کرده و عملیات تراکم را ساده تر می‌کند.

اهداف تولید روان کننده‌های بتن که با مواد آلی یا ترکیبی از مواد آلی و معدنی هستند، شامل موارد زیر می باشد :

۱)افرایش مقاومت ، به واسطه کاهش نسبت آب به سیمان با حفظ کارپذیری ‌بدون افزودنی‌های بتن.
۲)  کاهش مقدار سیمان برای کم کردن گرمای ناشی از هیدراسیون در بتن حجیم که سبب حفظ کارپذیری بتن می شود.
۳) افزایش کارپذیری جهت تسهیل بتن ریزی در محل‌های غیر قابل دسترسی.

دستورالعمل عمل افزودنی‌های روان کننده

دستورالعمل استفاده از افزودنی های روان کننده به این صورت است ، زمانی که سیمان پرتلند با آب ترکیب می‌شود، به علت کم بودن نیروی دافعه بین ذرات سیمان، این ذرات به هم چسبیده و ‌کلوخه‌هایی را تشکیل می‌دهند. در حضور روان کننده بتن، کلوخه‌های شکل گرفته باز شده و ذرات سیمان به صورت تقریباً مجزا پراکنده می‌شوند. کاهش نیروهای جذب کننده بین ذرات سیمان اجازه حرکت بیشتری را به آن ها می‌دهد.
مکانیزم های دیگر روان کنندگی افزودنی‌های کاهنده آب شامل :جذب مولکول‌های آلی در لایه‌های مختلف، ایجاد غلافی از مولکول‌های آب، آزاد شدن آب‌ بین ذرات سیمان، ایجاد تاخیر در فرآیند هیدراتاسیون سیمان و تغییر مورفولوژی می باشد.

روان کننده برخصوصیات بتن تازه و خمیری ، تاثیرانی دارند که عبارتند از : 

۱) کاهش آب با روان کننده بتن
به کارگیری افزودنی‌های کاهنده آب سبب کاهش مقدار آب اختلاط در اسلامپ ثابت می‌شود.و این کاهش مقدار آب اختلاط‌ ، افزایش مقاومت یا کاهش جمع شدگی و عیار سیمان را به دنبال دارد.
مقدار کاهش آب اختلاط به عوامل مختلفی بستگی دارد که شامل :
الف) نوع افزودنی مورد استفاده
ب ) نحوه اضافه کردن افزودنی
ج )میزان اسلامپ و نسبت آب به سیمان
د) نوع سیمان و عیارسیمان
ه) نوع سنگدانه‌ها،
ی ) نوع و میزان استفاده از افزونه‌ها نظیر روباره و خاکستر بادی
۲) افزایش کارایی
افزودن روان کننده بتن درمقدار آب ثابت، سبب افزایش کارایی بتن می‌شود.‌ تاثیر روان کننده بتن دراسلامپ‌های بیشتر، بیش ازتاثیراین افزودنی‌ها بر بتن‌های با اسلامپ کمتر (مقدار آب کمتر) بوده است. با این وجود آزمایش اسلامپ به تنهایی معیار مناسبی برای سنجش کارایی مخلوط بتن نیست. استفاده از رئو‌متر در تعیین کارایی، قابلیت جریان و ویسکوزیته مخلوط‌های بتنی مفید است.
۳) گیرش
زمان گیرش بتن ، از تاثیرات اصلی افزودنی‌های کاهنده آب بر بتن می باشد. ‌انواع مختلف افزودنی‌های کاهنده آب بسته به نوع افزودنی تاثیر متفاوتی بر گیرش بتن دارند.
۴) افت اسلامپ
بیشتر روان کننده بتن، کندگیر کننده نیز هستند و زمان موجود برای عملیات تراکم را افزایش می‌دهند. به همین علت، می‌توان خاصیت کاهش افت اسلامپ را برای این افزودنی‌ها قائل شد.‌ بررسی‌ها‌ نشان می‌دهد که افزودنی‌های کاهنده آب و کندگیر کننده‌ها به طور کلی مشکلی بر روند افت اسلامپ بتن ایجاد نمی‌کند. با این وجود‌ استفاده از افزودنی میزان افت اسلامپ را افزایش می‌دهد. در هنگام بررسی این نتایج باید بین استفاده از افزودنی در نسبت آب به سیمان ثابت و استفاده از افزودنی در اسلامپ ثابت تفاوت قائل شد. ‌با وجود اینکه میزان افت اسلامپ در بتن‌های حاوی افزودنی بیش از بتن‌های بدون افزودنی بوده اما اسلامپ این بتن‌ها حتی بعد از ۲ ساعت بیشتر از بتن‌های بدون افزودنی بوده است.
مستقل از مکانیزم شیمیایی که باعث افزایش میزان افت اسلامپ در حضور افزودنی می‌شود، تاخیر چند دقیقه‌ای در زمان اضافه کردن افزودنی پس از اختلاط یا اضافه کردن مقدار بیشتری از افزودنی پس از کاهش کارایی، می‌تواند در موارد اجرایی مشکل افت اسلامپ بتن را، حداقل تا زمانی که اقدامات دیگری انجام شود، کاهش داده یا به طور کامل برطرف کند. روش‌های دیگر شامل تغییر تیپ سیمان یا کارخانه تولید کننده آن، تغییر نوع و یا مقدار افزودنی مورد استفاده و کاهش دمای بتن است.
۵) مقاومت فشاری روان کننده بتن
کاهش آب اختلاط در اثر استفاده از روان کننده بتن موجب افزایش قابل توجه مقاومت ۲۸ روزه می‌شود. به طور کلی افزایش مقاومت حاصل در اثر استفاده از افزودنی کاهنده آب بیش از افزایشی است که از کاهش نسبت آب به سیمان انتظار می‌رود. به عبارت دیگر حتی با ثابت نگه داشتن نسبت آب به سیمان، استفاده از مواد روان کننده بتن باعث بهبود مقاومت فشاری بتن می‌شود. این مساله بیشتر به علت تغییراتی است که افزودنی‌های کاهنده آب در ریز ساختار خمیر سیمان ایجاد می‌کنند و باعث می‌شوند از سیمان به صورت بهیته‌تری استفاده شود.
۶ ) تخلخل
تاثیر افزودنی‌های کاهنده آب بر تخلخل خمیر سیمان یا ملات به درجه هیدراتاسیون و نسبت آب به سیمان بستگی دارد. در سنین بیشتر، در صورتی که استفاده از افزودنی تاثیر چندانی بر درجه هیدراتاسیون نگذاشته باشد، با کاهش نسبت آب به سیمان تخلخل خمیر سیمان کاهش می‌یابد. بنابراین فاز ملات بتن شاهد و بتن حاوی افزودنی که در آن هم عیار سیمان و هم مقدار آب اختلاط کاهش یافته و‌‌ نسبت آب به سیمان ثابت مانده‌، دارای تخلخل و توزیع اندازه حفرات مشابهی است. در نسبت آب به سیمان ثابت، استفاده از افزودنی به میزان کمتری بر تخلخل و توزیع اندازه خلل و فرج تاثیر می‌گذارد.
۷) مقاومت در برابر ذوب و یخ
به طور کلی مقاومت در برابر ذوب و یخ تابعی از مقدار هوای عمدی، نحوه توزیع حباب‌های هوا در خمیر سیمان و درجه اشباع خمیر سیمان و سنگدانه‌ها است. کاهش نسبت آب به سیمان یا افزایش کارایی بتن در اثر استفاده از روان کننده بتن، می‌تواند بر ماتریس خمیر سیمان و یا بر توزیع حباب‌های هوا تاثیر بگذارد. استفاده از روان کننده بتن بدون استفاده از عوامل حباب ساز برای تامین مقاومت در برابر یخ زدن بتن کافی نیست.
۸) مقاومت در برابر کلر و خوردگی آرماتور
حضور یون‌های کلر می‌تواند موجب خوردگی آرماتور‌ها در بتن‌های مسلح و به ویژه در بتن‌های پیش تنیده شود. ورود یون‌های کلراید به داخل بتن می‌تواند از طریق اجزای سازنده بتن شامل افزودنی‌های مورد استفاده و همچنین از طریق قرار گرفتن در معرض این یون‌ها باشد. در مورد اول مقدار کل کلر موجود در بتن باید کمتر از مقادیر مشخص شده در ACI 318 باشد. در چنین شرایطی بر اساس مقدار کلر موجود در ترکیبات سازنده بتن، کلر موجود در افزودنی‌های کاهنده آب و تندگیر کننده باید بسیار کم و یا تقریباً در حد صفر باشد.
‌استفاده از روان کننده بتن نفوذپذیری بتن را کاهش می‌دهند و مقاومت بتن را در برابر حملات کلریدی افزایش می‌بخشند. بنابر این به دلیل کاهش نفوذپذیری در اثر استفاده از روان کننده بتن، بخصوص در شرایطی که مصالح در دسترس دارای مقادیری از کلر هستند، می‌توان مقدار کلر اولیه را کمی بیشتر در نظر گرفت.
۹) تاثیر بر دوام بتن
از آن جایی که مقاومت در برابر فرایند ذوب و یخ، معیاری برای سنجش دوام بتن محسوب می‌شود بنابرین استفاده از روان کننده بتن موجب افزایش دوام بتن خواهد شد. با این وجود، دوام بتن در واقع مقاومت بتن در برابر عوامل مهاجم شامل حملات سولفاته و کلراید نیز است‌.
۱۰) جمع شدگی خمیری
روان کننده ها و افزودنی‌های کاهنده آب کندگیر می‌توانند با تاخیر در زمان گیرش سبب تشدید جمع شدگی خمیری شوند، مگر در صورتی که از کاهش رطوبت بتن جلوگیری شود. در مواقعی که جمع شدگی پلاستیک علت ترک خوردن بتن است، استفاده از این افزودنی‌ها مشکل ترک خوردگی را افزایش می‌دهد. تنها در صورتی که سرعت زیاد هیدراتاسیون سیمان علت تشکیل ترک باشد کندگیر کننده‌ها و افزودنی‌های کاهنده آب کندگیر قادر خواهند بود تا مشکل تر خوردگی را رفع نمایند.