بتن از جمله کاربردی‌ترین مصالحی است که در بسیاری از صنایع و پروژه‌های عمرانی مورد استفاده بوده و تقریباً می‌توان گفت که یک ماده بدون جایگزین است. میزان روانی و کارپذیری بتن در پروژه‌های مختلف ساختمانی و عمرانی می‌تواند اهمیت بسیار زیادی داشته باشد. چنانچه بتن از روانی کافی برخوردار نباشد می‌تواند در عملکرد تجهیزات اختلال ایجاد کند و مانع از اجرای به موقع و صحیح پروژه‌ها شود. اگر برای رسیدن به روانی مورد نظر، میزان آب بتن افزایش پیدا کند کیفیت و مقاومت نهایی آن کاهش چشمگیری پیدا می‌کند به همین دلیل استفاده از روانکنندهها بهترین راهکار برای رسیدن به روانی مناسب در بتن‌ها هستند. روانکننده بتن در اصل با نام افزودنی کاهنده آب شناخته می‌شود و ترکیبی از مواد آلی و معدنی است. در ادامه مطلب به معرفی و بررسی کامل روانکننده بتن، انواع آن، مزایا و معایب آن پرداخته می‌شود.
روان کننده بتن چیست؟
روان کننده بتن ماده‌ای است که به سیالیت بیشتر بتن کمک کرده و باعث می‌شود که نرمی و شکل‌پذیری آن افزایش پیدا کند. این ماده از لیگنوسولفونات‌ها تولید می‌شود که یک محصول جانبی در صنعت کاغذ است. با اضافه شدن این ماده به بتن مواد فعال به ذرات سیمان جذب می‌شود و بار منفی به آن‌ها می‌دهد که منجر به ایجاد دافعه بین ذرات خواهد شد و درنهایت میزان چسبندگی بتن را کم کرده و از اصطکاک حین کار در آن می‌کاهد. امروزه روان کنندهها در صنایع متعددی همچون پلیمر پلاستیک کارایی بالایی دارند اما استفاده از آن‌ها در بتن نیز می‌تواند به صرفه‌جویی در هزینه‌ها، زمان، انرژی و همچنین کاهش میزان مصرف بتن کمک کند.
انواع روان کننده بتن
روان کنندههای بتن همانند بسیاری از مواد صنعتی کاربردی دیگر می‌توانند بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلفی دسته‌بندی شوند و از تنوع بالایی برخوردارند. این مواد از نظر قدمت در سه نسل اول، دوم و سوم وجود دارند اما از نظر میزان گیرش به ۳ دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- نوع A: ماده افزودنی که موجب کاهش آب می‌شود (روانکننده با حالت معمولی)
- نوع D: ماده کاهش‌دهنده حجم بالایی از آب مصرفی (همراه با خاصیت کندگیری) که در شرایط آب و هوایی گرم استفاده می‌شود.
- نوع E: افزودنی کاهش‌دهنده آب (دارای خاصیت گیرش سریع) که معمولاً در هوای سرد استفاده می‌شود
از لحاظ نوع مواد تشکیل‌دهنده نیز می‌توان گفت روانکنندهها تنوع بالایی داشته و به چند دسته شامل روانکنندههای لیگنو سولفونات، روانکنندههای سلامین سولفونات، روانکنندههای نفتالین سولفونات و روان کنندههای کربوکسلیک اسید واترها تقسیم می‌شوند. هرکدام از انواع روان کنندههای گفته شده می‌توانند از ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی منحصربه‌فردی برخوردار باشند و اثرات مختلفی بر روی کیفیت نهایی بتن داشته باشند.
کاربردهای روان کننده بتن
روان کنندههای بتن همانند تری دی پانل، یونولیت و انواع مواد و مصالح ساختمانی دیگر می‌تواند تنوع بالایی داشته باشد و هرکدام از آن‌ها از خصوصیات و ویژگی‌های خاصی برخوردارند. از مهم‌ترین اثراتی که مواد روانکننده در بتن اعمال می‌کند می‌توان به مواردی همچون افزایش عدد اسلامپ و روانی بتن، کاهش میزان آب، کاهش عیار سیمان، افزایش مقاومت فشاری و … اشاره کرد به همین دلیل می‌تواند کاربردهای متعددی داشته باشد که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر هستند:
- از روان کنندهها می‌توان در بتن‌های خود تراکم و بتن‌های با سطح نمایان و پروژه‌های معماری (سطوح اکسپوز) استفاده کرد
- قابلیت استفاده در بتن‌های با سنگ‌دانه‌های نامناسب
- قابلیت استفاده در قالب‌های نازک و پر میلگرد
- استفاده در بتن‌های پرتابی با خواص خمیری بالا
- مورد استفاده در بتن‌ریزی با تراکم آرماتوربندی پیچیده
- استفاده در پایدارسازی گود به صورت‌های نیلینگ و انکراژ جهت استفاده در منطقه‌های گرمسیر
- استفاده در تولید انواع بلوک‌های بتنی و آجرها
- امکان استفاده در تولید بتن پیش‌تنیده
- مناسب برای استفاده در بتن‌ریزی با پمپ
- امکان استفاده در بتن‌های جاذب قوی آب و …
- مزیت‌ها و معایب روان کننده بتن
روان کنندههای بتن همانند هر ماده و مصالح دیگری می‌توانند از مزیت‌ها و معایب ویژه‌ای برخوردار باشند. از مهم‌ترین مزیت‌های این مواد می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- افزایش دادن عدد اسلامپ بتن و بالا بردن میزان سیالیت آن
- کاهش میزان آب مصرفی در تولید بتن و همچنین کاهش عیار بتن
- بالا بردن میزان مقاومت فشاری بتن و میزان طول عمر آن
- کاهش میزان نفوذپذیر بتن در برابر آب
- کم شدن حرارت هیدراتاسیون در بتن
- افزایش کیفیت بتن و افزایش کارایی برای ایجاد سهولت در قرار دادن بتن در مکان‌های غیرقابل‌دسترس
- ممانعت از خزش بتن، جلوگیری از جمع شدگی و انقباض و ممانعت از جمع شدگی سنگدانه‌ها و آب انداختگی بتن
- تولید بتن‌هایی با سطح صاف و کم تخلخل
در کنار مزیت‌هایی که برای این مواد عنوان شد می‌توانند ایرادات و معایبی نیز داشته باشند که مهم‌ترین آن‌ها شامل تفکیک و ازهم‌گسیختگی بیش‌ازحد بتن در صورت استفاده زیاد از آن و تأخیر در اثر آن در صورت استفاده بیش‌ازحد هستند.
فوق روان کننده های بتن
روانکنندهها از زمان پیدایش خود در سه نسل مختلف عرضه شدند. نسل اول آن‌ها (۱۹۳۰ میلادی) از خاصیت مونومرها بهره می‌برد و به روان‌ساز دیرگیر مشهور بود. نسل دوم این مواد (۱۹۶۰ میلادی) بر اساس مونومرهای ملامین سولفونات یا نفتالین سولفونات‌ها ساخته شدند که همانند نسل اول از عیوب مشخصی داشتند اما نسل سوم که بر اساس پلی‌کربوکسیلات اتر تولید شدند به‌عنوان بهترین نسل روانکنندهها شناخته شده و همچنان پرمصرف‌ترین نوع روانکننده ها به شمار می‌رود.
با پیشرفت علوم و تکنولوژی‌های متعدد امروزه فوق روانکننده ها نیز در دسترس هستند که می‌توانند خواص و مزیت‌های متعددی داشته باشند. ملامین سولفوناته، نفتالین سولفوناته، لیگنوسولفونات اصلاح شده و ترکیبی از دوزهای زیاد مواد افزودنی کاهنده تسریع‌کننده آب به‌عنوان اصلی‌ترین فوق روانکنندههای بتن شناخته می‌شوند اما پرمصرف‌ترین آن‌ها فوق روانکننده های پایه ملامینه و نفتالین هستند. فوق روانکننده پلی کربوکسیل اتر (PCE) یا فقط پلی کربوکسیلات (PC) عملکردی متفاوت با روان کنندههای بر پایه سولفونات دارند و به‌جای دافعه الکترواستاتیک، باعث پراکندگی سیمان با تثبیت استریک می‌شوند که درنهایت باعث افزایش کیفیت و کارایی بتن می‌شود.
تفاوت روان کنندهها و فوق روان کنندهها
هرکدام از این مواد به‌منظور افزایش کیفیت و شکل‌پذیری بتن استفاده می‌شوند اما می‌توانند تفاوت‌های ویژه‌ای نیز داشته باشند.
در حقیقت روان کنندهها ترکیباتی شیمیایی هستند که تولید بتن با تقریباً ۱۵٪ محتوای آب کمتر را امکان‌پذیر می‌کنند درحالی‌که مواد فوق روانکننده بتن باعث کاهش ۳۰ درصدی آب می‌گردد.
روانکنندههایی همچون لیگنوسولفونات‌ها و اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک در مقادیر مصرف متعارف و در دماهای ۱۸ تا ۳۹ درجه سانتی‌گراد، بین ۱ تا ۳ ساعت تأخیر در گیرش بتن ایجاد کرده درحالی‌که فوق روانکننده ها کندگیری قابل‌توجهی ایجاد نخواهند کرد.
بتن‌های حاوی فوق روانکننده در مقایسه با بتن‌های حاوی روان کننده، از اسلامپ بیشتری برخوردار هستند.
روان کنندهها معمولاً در پرداخت سطح بتن بسیار مؤثر بوده. درحالی‌که بتن‌های حاوی فوق روان کننده ها، به دلیل کاهش آب انداختگی و افت سریع روانی، به‌سختی پرداخت می‌شوند.
قیمت روان کننده بتن
همان‌گونه که در خرید یونولیت و سایز مصالح ساختمان باید فاکتورهای متعددی را برای تخمین قیمت بررسی کرد، پارامترهای متعددی می‌توانند در تعیین قیمت روان کننده بتن مؤثر باشند که مهم‌ترین آن‌ها شامل عیار بتن مصرفی، نوع روانکننده بتن، حجم بتن‌ریزی در یک قسمت، اسلامپ بتن شاهد با توجه به طرح، اسلامپ بتن مورد نیاز با توجه به شرایط اجرایی، دمای هوا و شرایط محیطی محل بتن‌ریزی، شرایط نگهداری و دپوی محصول در کارگاه، استانداردهای تولید، برند و شرکت تولیدکننده، حجم و مقدار روان کننده و … هستند
