ایران ایمارت | فروشگاه اینترنتی تخصصی محصولات شیمیایی ساختمان

ایران ایمارت | فروشگاه اینترنتی تخصصی محصولات شیمیایی ساختمان

جستجوی پیشرفته

روان کننده بتن (امروز 01 خرداد)

 روان کننده بتن

روان کننده بتن چیست ؟

افزودنی روان کننده بتن ( روان ساز بتن ) PLASTICIZERS OR WATER REDUCING ADMIXTUREES (WRA)

روان‌ کننده بتن یا روان‌ ساز بتن که با نام کاهش‌ دهنده آب در بتن نیز شناخته می‌شود، یکی از انواع مواد  افزودنی‌های شیمیایی و مقرون به صرفه بر پایه لیگنوسولفونات یا کربوکسیلات و یا نفتالین به بتن طبق آیین نامه بتن ایران (آبا) است. که به دلیل حصول به کارایی و کاهش آب بتن به طرح اختلاط بتن افزوده می شود همچنین برای بهبود کارایی بتن تازه از این مواد استفاده می‌شود.

روان کننده بتن با عملکرد چندگانه است که علاوه بر کاهش میزان آب بتن ،‌ حفظ کارایی بتن و تاخیر در گیرش را به دنبال خواهد داشت باید توجه داشت که فوق روان‌کننده از نوع بافر برای دست یابی به مقاومت‌های بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در استاندارد ملی ایران تعریفی که برای افزودنی روان کننده بتن در نظرگرفته شده است این  است که روان کننده بتن کاهنده آب محصولی است که بدون تغییر در روانی مقدار آب مخلوط بتن را کاهش دهد ویا بدون تغییر مقدار آب اسلامپ یا جریان روانی را به میزان چشمگیری افزایش دهد ویا اینکه هر دو اثر را به صورت همزمان برای بتن ایجاد کند مکانیزم اثر روان کننده بتن بر روی ذرات سیمان به این ترتیب است که بارهای منفی ذرات افزودنی روان کننده بتن بر پایه لیگنوسولفونات موجب جذب شدن آن به یون های کلسیم مثبت بر روی سطح ذرات سیمان می گردد و در نهایت پس از جذب شدن ماده افزودنی روان کننده بتن به سطح ذرات سیمان ،‌پراکنده شدن ذرات سیمان از دو مکانیزم دافعه الکترواستاتیکی و ممانعت فضایی صورت می گیرد . همچنین ماده افزودنی روان کننده بتن اثر مطلوبی روی کلوخه های سیمان دارد . با تشکیل کلوخه های سیمان ، آب در کلوخه های سیمان به تله می افتد و در نهایت کارایی مخلوط بتنی نسبت به حالتی که ذرات سیمان از هم جدا هستند کاهش می یابد . با افزودن روان کننده بتن بر پایه لیگنو سولفونات به بتن این کلوخه ها از هم باز شده و موجب پخش ذرات سیمان می شوند . به این ترتیب دانه های سیمان به صورت مجزا و غیر چسبیده در مخلوط حضور خواهند داشت که این امر باعث آسان تر شدن حرکت ذرات و روانی مخلوط بتنی خواهد شد .
روان‌ کننده بتن که با شهرت کاهنده آب بتن در امر افزودنی های بتن شناخته می شود ، میزان آب مورد نیاز برای اختلاط  بتن را تا حد قابل توجهی کاهش می دهد. نحوه عملکرد روان کننده بتن به این صورت است که با نشتن برذره های سیمان و بوجود آوردن نیروی دافعه میان این ذره ها باعث روانی بتن می شود.
باید توجه داشت کلیه روان کننده های بتن به صورت مستقیم موجب کاهش مقاومت بتن می گردند ( افزودن مایع آب به داخل بتن ) ولی با توجه به اثر کاهش مصرف آب ( بتن با درصد آب پایین تر ویا کارایی بالا با آب کمتر ) به تولید بتن پرمقاومت کمک می نمایند بهترین روش مصرف روان سازها حل کردن آنها در آب در زمان چند دقیقه پیش از مصرف و اختلاط مناسب در بتن می باشد.
پس از افزودن ماده افزودنی روان کننده بتن به مخلوط به ازای هر متر مکعب از بتن باید حداقل 1 دقیقه عملیات مخلوط کردن بتن انجام گیرد . 
 

چرا در ساخت بتن از افزودنی روان کننده بتن استفاده می کنیم ؟

استفاده از ماده افزودنی روان کننده و فوق روان کننده خواص ویژه ای به شرح زیر برای بتن ایجاد خواهد نمود :
• کاهش آب مصرفی بتن 
• افزایش مقاومت فشاری بتن
• امکان کاهش میزان عیار سیمان بتن
• قابلیت پمپاژ بتن به لحاظ روانی بیشتر
• جلوگیری از بوجود آمدن ترکهای سطحی
• جلوگیری از خزش و انقباض بتن
• افزایش عدد اسلامپ و روانی بتن و کارپذیری بتن
• افزایش مقاومت فشاری
• امکان استفاده در بتن های با سنگدانه های نامناسب
• امکان استفاده در قالبهای نازک و پر میلگرد به دلیل روانی بتن و خودتراکمی بتن
• افزایش عملکرد بتن بدون تغییر در نسبت آب به سیمان و در نتیجه بهبود کیفیت مقاومت  بتن
• سهولت در عملیات تراکم بتن و عدم آب انداختن بتن
• صرفه جویی قابل توجهیدر مقدار مصرف سیمان بتن
 

انواع روان کننده های بتن  

1) روان کننده نفتالینی  
2) روان کننده کربوکسیلاتی   
3) روان کننده لیگنو سولفات
توضیح : روان کننده ها می توانند زودگیر ، دیرگیر ، نرمال و حفظ کننده اسلامپ و یا کاهنده آب باشند.
 

طبقه بندی روان کننده ها (کاهنده های آب) بتن از نظر قدرت کاهندگی آب و میزان نحوه عملکرد :

1- روان کننده ها (کاهنده های آب) معمولی یا نسل اول این مواد :موادی که قدرت کاهندگی آب در آنها حداکثر 15 درصد برای بتن روان تر و 10 تا 12 درصد بتنهای نیمه شل می باشد جزء این دسته هستند .
مواد حباب زا ، اسیدهای کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی و نمکهای آنها و مشتقات و مواد تغییر یافته آنها ، لیگنوسولفوناتها و اسیدهای آنها و مشتقات و مواد تغییر یافته این مواد ، همچنین کربوهیدراتها ، پلی ساکاریدها و اسیدهای شکر و گلوکوناتها را می توان در این دسته قرار داد . به هر حال این قدرت کاهش آب برای میزان ماده توصیه شده نباید کمتر از 5 درصد باشد .
از آنجا که این مواد در ابتدا و در دهه 50 میلادی ساخته و رایج شدند بعدها به عنوان نسل اول شناخته شدند .
این مواد معمولا" میزان مصرف کاملا" متفاومت دارند . لیگنو سولفوناتها بسیار رایج هستند و به صورت پودر قهوه ای تیره است که 40 گرم از آنها در 60 گرم آب حل می شود . چگالی مایع بین 1.16 تا 1.18 می باشد.
 
2- روان کننده های ممتاز (کاهنده آب با دامنه زیاد) یا فوق روان کننده نسل اول و روان کننده نسل دوم: اینها موادی هستند که قدرت کاهندگی آب آنها در بهترین شرایط حداکثر 25 درصد و معمولا" محدود  به 18 تا 20 درصد می باشد . به هر حال حداقل قدرت کاهش آب در آنها برای میزان ماده توصیه شده نباید از 12 درصد کمتر باشد . این مواد در دهه 70 میلادی ساخته شدند و به کار رفتند .
مولکولهای سنگین و زنجیره های طولانی پلیمری مانند فرم آلدئید نفتالین سولفوناته فشرده و فرم آلدئید ملامین سولفوناته فشرده از جمله معروفترین و پر مصرفترین این دسته از روان کننده ها می باشند . این مواد به ترتیب به صورت پودر قهوه ای تیره و سفید هستند که 35 گرم آنها در 65 گرم آب حل می گردد .
چگالی محلول نوع نفتالینی 1.17 تا 1.20 و نوع ملامینی 1.09 تا 1.12 می باشد .
 
3- فوق روان کننده ها ( ابر روان کننده های ممتاز ) یا فوق روان کننده نسل دوم و روان کننده نسل سوم : این مواد در بهترین شرایط دارای قدرت کاهندگی آب حداکثر 35 تا 40 درصد هستند و معمولا در بتن های نیمه شل به 30 درصد محدود می شود . این مواد باید چسبندگی مناسبی را به وجود آورد .
اسیدهای پلی کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی و مواد اتری ، همچنین آکریلاتها از جمله این دسته مواد هستند . در دهه 80 میلادی به تدریج ساخته شدند و در دهه 90 میلادی مصرف آنها رایج گردید . تولید و مصرف آنها نتیجه جذابیت بکارگیری فوق روان کننده های نسل اول و نتایج مصرف آنها در افزایش کارآیی ، مقاومت و دوام بتنها بود زیرا سعی داشتند بتوانند کاهش آب بیشتری را داشته باشند .
معمولا این مواد به شکل مایع می باشد و چگالی آنها به صورت معمول بین 1.05 تا 1.07 است .
 
 
طبقه بندی روان کننده ها از نظر نوع عملکرد در مورد گیرش ، تسریع در کسب مقاومت یا کند کردن ، حفظ روانی و سایر خواص بتن تازه یا سخت شده :
از نظر قدرت روان کنندگی و هم چنین از نظر گیرش و روند کسب مقاومتهای اولیه در ASTM C494 و ASTM C1017 این مواد دسته بندی شده اند در ASTM C494 افزودنیهای روان کننده ( یا کاهنده آب) به 5 دسته تقسیم شده اند .
• نوع A :  کاهنده آب معمولی (خنثی) با حداقل 5 درصد قدرت کاهندگی آب .
• نوع D :  کاهنده آب و دیرگیر کننده با حداقل 5 درصد قدرت کاهندگی آب و دیرگیری مشخص .
• نوع E :  کاهنده آب و تسریع کننده با حداقل 5 درصد قدرت کاهندگی آب و زودگیری و کسب مقاومت اولیه بیشتر  .
• نوع F :  کاهنده قوی آب (خنثی) با حداقل 12 درصد قدرت کاهندگی آب و کسب مقاومت اولیه بیشتر 
• نوع G :  کاهنده قوی آب و دیر کننده با حداقل 12 درصد قدرت کاهندگی آب و دیرگیری اما کسب مقاومت اولیه بیشتر .
در این تقسیم بندی عملا" کاهنده قوی آب با خاصیت زودگیری وجود ندارد بلکه کسب مقاومت اولیه بیشتر مد نظر بوده است و محدودیتهای مربوط به مقاومت و زمان گیرش اولیه و نهایی از نظر انحراف نسبت به مخلوط کنترل پیش بینی شده است در ASTM C1017
 
 
 افزودنیهایی که تولید بتن روان (خود تراکم یا خود تراز). می نماید به دو دسته تقسیم شده اند که مسلما" جزء فوق روان کننده های قوی قرار دارند .
• نوع A : روان کننده (خنثی) Plasticizer
• نوع B : روان کننده دیرگیر کننده Plasticizer and Retarder  
 
نوع A و B حداقل افزایش حدود 90 میلی متر را باید نسبت به مخلوط کنترل ایجاد نمایند و مقاومت 3 روزه ، 7 و 28 روزه و 6 ماهه و یکساله آنها نسبت به مخلوط کنترل نباید از 90 درصد کمتر باشد .
نوع A نباید انحرافی بیشتر از یک ساعت زودتر یا 5/1 ساعت دیرتر در زمان گیرش به وجود آورد (گیرش اولیه و نهایی) .
نوع B باید در گیرش اولیه انحرافی به میزان 1 ساعت دیرتر تا 5/3 ساعت دیرتر به وجود آورد و در گیرش نهایی باید حداکثر 5/3 ساعت تاخیر ایجاد نماید .
در هر دو مشخصات استاندارد C494 و C1017 در مورد محدودیتهای مقاومت خمشی ، تغییر طول ( جمع شدگی) و افزایش طول و حداقل فاکتور دوام منظور شده است .
برخی افزودنیهای روان کننده ذاتا" از کندگیری برخوردار هستند اما می توان با تغییراتی در یون فلزی نمک آنها در این امر تغییراتی ایجاد نمود . مثلا" لیگنوسولفوناتها ذاتا" کندگیر هستند و به عنوان یکی از مواد کندگیر (دیرگیر) کننده دسته نوع B طبق ASTM C494 کاربرد وسیعی دارند . یون کلسیم به آنها کندگیری و یون سدیم به آنها زودگیری در مقابل کندگیری می دهد . به هر حال لیگنوسولفوناتها معمولا" نمی توانند در دسته F و G و یا نوع A و B قرار گیرند .
معمولا" فرمالدئید ملامین سولفوناته فشرده ذاتا زودگیرتر از بقیه هستند اما با افزودن مواد کندگیر به آنها در این خاصیت تغییراتی ایجاد می شود در حالیکه نوع نفتالینی آن ذاتا" کندگیرتر است .
در حفظ روانی نیز این مواد با یکدیگر تفاوت دارند اما به طور کلی نمی توانند روانی را به مدت طولانی حفظ کنند . برخی حفظ روانی بسیار کم و برخی بیشتر دارند . تولید کنندگان این مواد سعی کرده اند با ایجاد تغییراتی در این مواد و یا افزودن برخی مواد به آنها این خاصیت حفظ روانی را گسترش دهند . مثلا" با اضافه نمودن Copolymer به روان کننده های دارای پایه نفتالینی و به گروه سولفونیک و کربوکسیل روانی را در مدت بیشتری حفظ کنند (به ویژه در هوای گرم) . اینگونه روان کننده ها با نام Slump Retaining (نگهدارنده اسلامپ) شناخته می شوند .
وجود روان کننده هایی که یون Na (سدیم) دارند  به جای کلسیم دارو در مواردی مشکل زاست . اگر واکنش زایی سنگدانه ها با قلیاییها را داشته باشیم افزودن اینگونه روان کننده ها موجب تشدید واکنش زایی و انبساط می شوند .
حفظ چسبندگی به ویژه برای Flowing Con. ضروری است وگرنه با افزایش شدید روانی ، شاهد جداشدگی خواهیم بود . معمولا در این گونه بتنها ، ریز دانه بیشتر مصرف می شود و گاه از مواد لزجت زا (VMA) استفاده می گردد .
نحوه عملکرد مواد روان کننده در بسیاری موارد تابع میزان C3A در سیمان گزارش شده است . مثلا سیمان نوع 5 به فوق روان کننده کمتری نیاز دارد . به هر حال در سیمان با C3A کم ممکن است این مواد ،کندگیری بیشتری ایجاد نمایند .
برخی روان کننده های معمولی (نسل اول) حباب زایی دارند در حالیکه نسل دوم معمولا" فاقد حباب زایی می باشند .
برای اینکه در عمل با افت اسلامپ مواجه نشویم برخی روان کننده ها یا فوق روان کننده ها را دیرتر به بتن می افزایند یا بخشی از آنها را در دیگ مخلوط کن بتن ساز می ریزند و بخشی دیگر را در محل به داخل تراک میکسر اضافه نموده و خوب مخلوط می کنند تا از خاصیت روان کنندگی به مدت طولانی تری بهره برند .
به هرحال جداشدگی و آب انداختن و کندگیری و تغییر در میزان حباب هوا محتمل است . تاثیر شدید بر جمع شدگی ، خزش ، مدول E برای روان کننده ها گزارش نشده است و افت مقاومت در طول زمان مطرح نگردیده است .
با مصرف دوده سیلیسی ، روان کننده های معمولی به کار نمی آیند و لازم است از فوق روان کننده ها استفاده شود .
با افزایش بیش از حد توصیه شده روان کننده ها به مخلوط بتن معمولا" آب انداختن بیشتر ، جداشدگی و کندگیری بیشتری را شاهد خواهیم بود . مقدار مصرف افزودنی معمولا" بر حسب درصد وزنی سیمان داده می شود اما برای مواد مایع گاه حجم آن را به ازاء 100 کیلو سیمان مطرح می کنند .

 

افزودنی روان کننده پایه پلی کربوکسیلات polycarboxylate polymers (PCE)   

 
مقدمه 
ازجمله افزودنی های بتن مواد کاهنده آب هستند که به عنوان روان کننده بتن  (  Concrete Placticizer  ) شناخته می شوند. در این بخش به مواد روان کننده پایه پلی کربوکسیلاتی پرداخته می شود. این مواد را می توان بر اساس آیین نامه ASTM C494  و ASTM C1017  مورد بررسی قرار داد. چگالی این مواد در حدود 1.1 گرم بر سانتی متر مکعب برآورد شده است.
 
مکانیزم رفتار مواد روان کننده پلی کربوکسیلات
روان کننده پلی کربوکسیلات دارای یک شاخه اصلی و چندین شاخه فرعی می باشد . این مولکول ها به ذرات سیمان چسبیده و بار موجود در شاخه های فرعی باعث دفع ذرات سیمان نسبت به یکدیگر می شوند. این موضوع باعث می شود تا ذرات سیمان به خوبی در مخلوط پخش شده و در نهایت مخلوط همگن تری داشته باشیم. علاوه بر این، مولکول های روان کننده باعث دور نگهداشتن مولکول های آب از ذرات سیمان می شوند که باعث افزایش روانی می شود. به مرور زمان بار های موجود در شاخه های روان کننده از بین رفته و آب به ذرات سیمان رسیده و باعث کاهش اسلامپ و شروع هیدراسیون بتن  می شود.
 

مزایا و دلایل استفاده از روان کننده های کربوکسیلاتی   

1- افزایش چشمگیر کارایی
2- افزایش چشمگیر قابلیت پمپ پذیری در فواصل طولانی
3- کاهش آب طرح مخلوط با حفظ کارایی
4- کاهش میزان سیمان در طرح مخلوط 
5- کاهش هزینه استهلاک پمپ برای پیمانکار 
6- سازگاری به مواد پوزولانی از جمله میکروسیلیس، سرباره کوره آهنگدازی، خاکستر بادی و .... 
7- کاهش فضای متخلخل بتن در نتیجه کاهش آب و توزیع بهتر ذرات سیمان 
8- کاهش نفوذ پذیری به علت کاهش میزان آب مخلوط و توزیع بهتر ذرات سیمان
9- افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن 
10- افزایش دوام و پایایی بتن در برابر یون های مخرب کلراید و سولفات 
11- افزایش مقاومت الکتریکی بتن 
12- بهبود نتایج حاصل از آزمایش RCPT 
13- افزایش دوام بتن در محیط های سرد که تحت سیکل های ذوب و یخ قرار دارند. 
 

کاربرد های  استفاده از روان کننده های کربوکسیلاتی    

1- بتن پر مقاومت (HSC)
2- بتن توانمند (HPC)
3- بتن فوق توانمند (UHPC)
4- بتن سبک سازه ایی(LWC)
5- بتن خود تراکم (SCC)
• استفاده در بتن هایی که میزان تراکم آرماتور بسیار بالایی دارند و امکان ویبره کافی وجود ندارد 
6- بتن های حجیم همانند سد سازی 
7- تولید بتن اکسپوز 
8- تزریق بتن با لوله ترمی در سازه های دریایی
9- ساخت قطعات بتنی پیش ساخته همانند سگمنت پلها 
 
مقایسه با سایر محصولات 
از جمله نکات بسیار حایز اهمیت این است که به علت مکانیزم فوق العاده در کاهندگی آب و افزایش روانی میزان مصرف این دسته از روان کننده ها به نسبت سایر مواد روان کننده از جمله پایه نفتالن کمتر است. لذا از بعد اقتصادی به صرفه تر می باشد. همچنین عملکرد بهتری نیز دارند.
شرایط نگهداری روان کننده بتن 
این مواد باید در دمای اتاق در حدود 25 درجه سانتی گراد نگهداری شوند. و از تابش مستقیم نور خورشید و همچنین یخ زدگی جلوگیری شود.
نحوه استفاده از روان کننده بتن
مواد روان کننده پایه کربوکسیلاتی باید به بخشی از آب طرح اختلاط مخلوط شده و به بتن اضافه شود. از اضافه کردن این مواد به مخلوط خشک بتن به شدت پرهیز شود. برای عملکرد بهتر در هنگام پمپ کردن بهتر است دقایقی قبل از پمپ کردن به تراک میکسر اضافه شده و 60 ثانیه با دور تند بچرخد.
 

نحوه و شیوه اضافه کردن روان کننده ها و فوق روان کننده ها به بتن 

جهت افزودن مواد افزودنی روان کننده بتن بهترین راه توصیه شده این است که محصول روان کننده بتن با 2 برابر حجم آب ترکیب شده و سپس به مخلوط بتنی اضافه شود . همچنین روان کننده بتن را در هنگام ساخت بتن در بچینگ و یا به مخلوط بتن آماده در تراک میکسر نیز می توان اضافه نمود.
 

دلایل و مزیت های استفاده از روان کننده بتن در ساخت بتن 

مصرف روان کننده بتن موارد کاربرد گسترده ای را برای بتن ریزی های مختلف به شرح زیر ایجاد می نماید  :  
• تولید بتن و قطعات پیش تنیده بتنی
• امکان بتن ریزی با پمپ و پمپاژ بتن در ارتفاعات بالا
• بتن ریزی تیرها ، ستونها و دیوارهای برشی با خاصیت خود تراکمی بدون نیاز به ویبره
• امکان بتن ریزی نقاط با تراکم آرماتور بالا بدلیل خودتراکمی بتن
• امکان استفاده برای تولید آجر و بلوک بتنی
• مناسب برای ساخت بتن در مناطق گرمسیر 
• امکان تولید بتن با استفاده از مصالح سنگی شکسته برای بدست آوردن بتن پرمقاوم
• مناسب برای بتن های با مصالح جذب کننده آب بالا
• امکان بتن ریزی کف های با ضخامت کم و محل هایی که امکان ویبره وجود ندارد

 

دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت اول

دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت دوم

دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت سوم

دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت چهارم

دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت پنجم

دانلود رایگان و مشاهده استاندارد افزودنی های بتن ، ملات و دوغاب قسمت ششم

 

نمایش بیشتر
headphone

گفتگوی آنلاین