گروه مهندسی بتن آزما

امروزه بتن تعریف خود را از مخلوطی در برگیرنده سیمان، مصالح سنگی و آب جدا کرده است. پیشرفت در فناوری بتن، استفاده از ویژگی های مواد افزودنی و خصوصاً انواع فوق روان کننده های بتن را به عنوان جزئی جدا نشدنی از مخلوط بتنی تازه برای بهبود کارایی، کاهش نسبت آب به سیمان از 5 تا 30 درصد در انواع نسل های روان کننده، فوق روان کننده و ابر روان کننده بر پایه های لیگنو، نفتالین، ملامین و پلی کربوکسیلات اتر که منجر به مقاومت و دوام بیشتر و نفوذپذیری کمتر بتن می شود. انواع فوق روانساز ها کارایی معمول 30 تا 60 دقیقه ای بتن که با توجه به شرایط آب و هوایی سرد و گرم به سرعت از دست می رود، را نیز با انواع دیرگیر، زودگیر و یا نرمال خود تنظیم و حفظ می کنند.

روان كننده بتن چيست؟

بتن یک ماده مرکب است که از اختلاط سیمان، سنگدانه ها و آب به دست می آید، علاوه بر این اجزای اساسی، بتن حاوی مواد افزودنی است. عملکرد بتن به کیفیت جزء، نسبت آنها، مکان و شرایط جعرافیایی و جوی محل اجرای پروژه بستگی دارد. علاوه بر این، نوع سیمان، ماهیت سنگدانه ها، آب، دمای اختلاط، مواد افزودنی و محیط، رفتار فیزیکی، شیمیایی و دوام بتن را تعیین می کند.
انواع فوق روان‌کننده‌ها و ابر روان کننده ها که به مقدار کم به مخلوط بتن و ملات های سیمانی اضافه می‌شوند، بر بسیاری از خواص بتن تأثیر می‌گذارند، این تاثیرات از زمان تماس آب با مواد خشک بتن تازه تا طولانی‌ مدت ادامه می یابد.

تاثیر روان کننده بر بتن

نحوه اثر گذاری انواع روان کننده، فوق روان کننده و ابر روان کننده های بتن را به طور کلی می توان در یکی از سه دسته ذیل تقسیم بندی کرد:

1. برای ساخت بتن روانتر و خود متراکم بدون افزایش آب، بدون نیاز به کاهش سیمان و مهمتر از همه بدون کاهش مقاومت نهایی.
2. بمنظور تهیه بتن کارآمد و با مقاومت بالا با کاهش آب و در نتیجه نسبت آب به سیمان (W/C).
3. جهت صرفه جویی در سیمان با کاهش هر دو محتوای سیمان و آب در حالی که نسبت سیمان آب یکسان و کارایی یکسان را در همان زمان حفظ می کند.

تاریخچه روان کننده بتن

استفاده از انواع روان کننده بتن از دهه ۱۹۳۰ شروع شد و با بهبود و اصلاح ترکیبات طی سالهای بعد ادامه یافت، روان کننده های بتن بر پایه لیگنو سولفونات‌ با کاهش 5 تا 12 درصدی میزان آب مخلوط بتنی، میزان دوز مصرف 0.5 تا 1.6 و مکانیزم اثر دافعه الکترواستاتیکی در سه نوع نرمال، زودگیر و دیرگیر تا سال ها به عنوان تنها روان کننده بتن مورد استفاده قرار می گرفت.

تا اینکه موادی چون نفتالین فرمالدئید سولفونه (SNF) و ملامین فرمالدئید سولفوناته (SMF) به عنوان عامل فوق کاهنده آب و پایه مواد افزودنی فوق روان‌کننده‌ بتن در دهه 1960 به ترتیب در ژاپن و آلمان توسعه یافتند، هر دو فوق روان کننده های مبتنی بر نفتالین و ملامین پلیمرهای آنیونی خطی با گروه های سولفونات در فواصل منظم هستند. لیکن در سالهای بعد انواع فوق روان کننده های بتن عموما بر پایه نفتالین تولید گردید.
فوق روان کننده های نفتالینی با کاهش 12 تا 20 درصدی میزان آب، میزان مصرف 0.4 تا 1.3 و مکانیزم اثر مشابه با روان کننده های بتن در سه گروه زودگیر، نرمال و دیرگیر تولید می شوند.

آخرین نسل مواد افزودنی کاهنده شدید آب یا ابر روان کننده های بتن بر پایه پلی کربوکسیلات اتر هستند. این گروه که در اواسط دهه 1980 معرفی شدند، از یک ستون فقرات (زنجیره اصلی با بار منفی ) حاوی گروه های کربوکسیلیک تشکیل شده اند و دارای زنجیره های جانبی پلی اتیلن گلیکول غیر یونی به آن متصل هستند.
ابر روان کننده های بتن کربوکسیلاتی با میزان کاهندگی 20 تا 38 درصدی، مقدار دوز مصرف 0.2 تا 1.2 و مکانیزم اثر آن علاوه بر دافعه الکترواستاتیکی از طریق ممانعت فضایی است. در تصویر ذیل انواع بنیان های مواد روان کننده و کاهنده آب بتن به ترتیب سال عرضه همراه با فرمول شیمیایی و پایه شیمی آن موجود است.

فوق روان‌کننده‌ های حاصل از پلیمرهای مصنوعی میعانات ملامین فرمالدئید سولفونه، میعانات نفتالین فرمالدئید سولفونه،  بر اساس یک واحد تکرار شونده (نفتالین یا ملامین سولفونات) بودند. افزودنی های جدید پلیمرهای پلی کربوکسیلات بر اساس دو یا چند گروه ساختاری هستند که تنوع بیشتری را در ساختارهای مولکولی ممکن ایجاد می کنند، به عنوان مثال تغییر تعداد گروه های کربوکسیل در واحد پلی اتر، جذب پلیمر در سطح ذرات سیمان می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند.
وزن مولکولی مولکول های پلی اتر را می توان به درستی تنظیم کرد تا پلیمرهایی با ویژگی های مختلف برای کاهش آب اختلاط یا ایجاد اثر تاخیری در هیدراتاسیون اولیه سیمان ایجاد کند.

نحوه عملکرد روان کننده بتن

افزودنی های شیمیایی کاهنده آب در واقع بصورت یک گروههای شیمیایی تحت عنوان پراکنده ساز (dispersant) عمل می کنند که مانع کلوخه ای شدن ذرات سیمان می شوند. پراکنده ساز ها اساسا موادی با سطح فعال 10بوده و شامل مولکول های ارگانیک با شاخه های اصلی بلند هستند که دارای یک گروه آب دوست قطبی بوده و بوسیله گروه های قطبی (–OH) به شاخه های ارگانیک آبگریز غیر قطبی متصل هستند.
گروههای قطبی جذب سطوح ذرات سیمان شده و انتهای آبگریز به سمت خارج از ذرات قرار می گیرد. سر آب دوست پلیمر، تنش سطحی آب را کاهش داده و پلیمر جذب شده، ذرات سیمان را بواسطه دافعه الکترواستاتیکی از هم دور می کند. جذب افزودنی باعث افزایش پتانسیل زتا (Zeta) شده و نهایتا باعث ایجاد بار منفی بر روی ذرات سیمان می گردد.

تفاوت روان کننده، فوق روان کننده و ابر روان کننده

با رشد واکنش هیدارسیون فوق روان کننده های بتن بر پایه لیگنو سولفونات ها (نرمال و تصفیه شده)، ملامین فرمالدهید و پلی نفتالن سولفونات فرمالدهید، عمدتا بر اساس مکانیزم کاهش افزایش پتانسیل زتا که منجر به ایجاد دافعه الکترواستاتیکی میشود، عمل می کنند. در ارتباط با تفاوت روان کننده لیگنو و فوق روان کننده های بتن بر پایه نفتالین و ملامین باید به قوت و ضعف پتانسیل زتای موجود اشاره کرد.

این در حالی است که پلیمرهای دارای زنجیره اصلی و فرعی (backbone and graft chains) مانند پلی کربوکسیلات ها، آکریلیک استرها و... عمدتا علاوه بر نیروی دافعه به واسطه ممانعت فضایی منجر به پراکندگی ذرات سیمان می شوند. ممانعت فضایی مکانیزم بسیار موثرتری نسبت به دافعه الکترو استاتیکی است. در این پدیده در واقع زنجیرههای جانبی بزرگ باعث جداسازی مولکول ها میگردد و همین موضوع اخیر به بهترین شکل بازگو کننده تفاوت ابر روان کننده و فوق روان کننده است.

قیمت روان کننده بتن

به طور حتم یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر انتخاب نوع ماده افزودنی کاهنده آب قیمت خرید و فروش آن است، لیکن در این موضوع هم توجه به قدرت هدریک از روان کننده ها، فوق روان کننده و ابر روان کننده های بتن بر پایه کربوکسیلات تعیین کننده است. از این رو توصیه می کنیم برای انتخاب بهینه و خرید،  کسب اطلاعات فنی، ایمنی و لیست قیمت با نمایندگی های فروش گروه مهندسی بتن آزما در اصفهان، اهواز، تبریز، کرج، اراک، شیراز، یزد، رشت، زنجان، ساری، مازندران، کرمان، تهران و سایر شهر ها تماس بگیرید.