افزودنی فوق کاهنده آب یا فوق روان کننده چیست و چه کاربردی دارد؟

فوق روان کننده یکی از رایج‌ترین افزودنی‌های بتن است که در اغلب پروژه‌های ساخت‌و‌ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجا که بتن خالص تازه و زمخت است و به‌‌راحتی قابل استفاده نیست، دست اندرکاران در یک پروژه ساخت با کاربرد فوق روان‌کننده‌ها عملکرد این محصول را ارتقا می‌دهند تا بتوان از آن استفاده کرد. فوق‌روان کننده‌ها مقاومت بتن و میزان غلطت آب موجود در آن را در جهت رفع نیاز و خواسته سازنده تغییر می‌دهند. انواع فوق روان کننده بتن اغلب پیش از قالب‌گیری و شکل دادن به خاک رس به بتن اضافه می‌شوند. در ادامه مقاله بیشتر درباره اثرات فوق روان کننده ها و روش ساخت فوق روان کننده بتن صحبت خواهد شد، پس تا پایان همراه ما باشید.

افزودنی فوق کاهنده آب چیست؟

اولین سوالی که باید پاسخ دهیم این است که افزودنی فوق روان کننده بتن چیست؛ افزودنی‌های فوق کاهنده آب که به نام «فوق روان کننده» نیز خوانده می‌شوند، با کاهش شدید مقدار آب مورد نیاز بتن، با حفظ نسبت آب به سیمان، روانی مورد نیاز مخلوط را تأمین می‌کند و در نتیجه، با حفظ مقاومت بتن، در مقدار سیمان مصرفی صرفه جویی می‌شود. قیمت فوق روان کننده با بقیه افزودنی ها تفاوت دارد.

معمولا استفاده از افزودنی‌های کاهنده قوی آب، مقدار آب اختلاط را بسته به ترکیبات مواد افزودنی بیش از ۱۲ درصد (در برخی موارد تا ۳۵ درصد) کاهش می‌دهد. در بعضی از مراجع توانایی فوق روان کننده‌ها در کاهش میزان آب بتن تا ۴۰ درصد نیز ذکر شده است، ولی منطقی‌تر خواهد بود که فرض شود این مواد می‌توانند ضمن حفظ روانی بتن تا یک سوم از میزان آب بکاهند. البته باید در مرحله نخست بدانیم که مواد تشکیل دهنده فوق روان کننده بتن چیست.

مقدار معمول استفاده (به صورت محلول و بسته به میزان مواد جامد) در حدود ۰.۲ تا ۱ درصد وزن مواد سیمانی است و معمولا مقادیر بیشتر، موجب ایجاد جداشدگی شدید (Segregation) در بتن می‌شود. استفاده از این افزودنی‌ها به منظور کاهش نسبت آب به سیمان قطعا موجب بهبود خواص بتن سخت شده می‌گردد. این مواد برخصوصیات رفتاری بتن در دراز مدت اثر منفی ندارند و اگر به طور صحیح به کار گرفته شده و به خوبی توزیع شوند، مقاومت و دوام بتن را بهبود می‌بخشند.

مواد تشکیل دهنده فوق روان کننده بتن چیست؟

با توجه به انواع فوق روان کننده بتن و کاربرد فوق روان کننده بتن می توان اینطور بیان کرد که یکی از مهم‌ترین متریال‌ها در ساخت سازه هستند. به‌طور کلی مواد تشکیل دهنده فوق روان کننده بتن تفاوت‌های قابل توجهی با هم دارند به‌همین خاطر نمی‌توان مواد ثابتی برای آن‌ها در نظر گرفت. اما به‌طور کلی دو دسته مواد در ساخت این نوع افزودنی بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند که به ترتیب زیر با آن‌ها آشنا می‌شوید:

دسته مواد اولیه

روش ساخت فوق روان کننده بتن متفاوت است و مواد به‌کار رفته در آن اهمیت زیادی دارد. مواد اصلی مورد استفاده در فوق روان‌کننده‌ها شامل موارد زیر هستند:

• فرمول‌های اصلاحی و مشتقات لازم اسیدی لیگنو سولفونیک و نمک
• اسیدهای هیدروکسیلاک و کربوکسیلیک
• مشتقات اسید کربوکسیلیک، هیدروکسیلاک و نمک‌های افزودنی

دسته مواد ثانویه

علاوه‌بر مواد اولیه که اهمیت زیادی در کیفیت بتن دارند مواد ثانویه زیر هم در ترکیب فوق روان‌کننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند:

• فسفات
• کلرید
• کربوهیدرات
• پلی ساکارید
• اسیدهای قند
• نمک روی
• مشتقات نفتالین
• مواد پلیمری

فوق روان کننده ها بر چه پایه ای است ؟

پس از اینکه متوجه شدیم فوق روان کننده بتن چیست؛ باید بدانیم که فوق روان کننده ها بر چه پایه ای است ؛ تمام فوق روان کننده‌های مورد استفاده در ساخت‌و‌ساز بر پایه نفتالین سولفونات یا کربوکسیلات ساخته می‌شوند که این عامل بر قیمت فوق روان کننده تاثیر می‌گذارد. این نوع بتن از کارایی بسیار بالا و قابل توجهی برخوردارند. می‌دانید که در ساخت بتن با تغییر نسبت آب به سیمان مقاومت اولیه آن به‌طرز قابل توجهی بالا خواهد رفت و بدون تغییر در اسلامپ یا میزان روانی محصول مقدار آب به‌طرز چشمگیری کاهش پیدا خواهد کرد. در این شرایط اثرات فوق روان کننده ها نیز دستخوش تغییر می‌شوند و در هر پروژه‌ای مقاومت و ماندگاری مشخصی را ایجاد می‌کنند.

موارد کاربرد فوق روان کننده بتن

1. ساخت بتن‌هایی با کارایی معمولی و نسبت‌های آب به مواد سیمانی کم؛
2. ساخت بتن‌های روان در محل‌های بتن ریزی غیرقابل دسترس؛
3. ساخت بتن پرمقاومت و نسبت آب به سیمان بسیارکم؛
4. ساخت بتن خود تراکم مانند فوق روان کننده با خاصیت حفظ اسلامپ بالا؛

کاربرد فوق روان کننده بتن و استفاده از فوق روان کننده‌های مرغوب باعث می‌شود که ذرات سیمان در آب به خوبی متفرق و توزیع شوند و سطح ظاهری همه‌ی آن‌ها در مجاورت مولکول‌های آب قرار گیرد، در نتیجه میزان واکنش هیدراسیون افزایش یافته و مخلوط بتن مقاومت‌های کوتاه مدت (۱ روزه، ۳ روزه، ۷ روزه) بالاتری در مقایسه با یک بتن کاملا مشابه ولی بدون فوق روان کننده بتن نشان خواهد داد.

نفوذپذیری بتن به طور مستقیم با جذب مویینه ارتباط دارد که متأثر از نسبت آب به مواد سیمانی است. لذا با استفاده از مواد کاهنده قوی آب، نفوذپذیری بتن به مقدار زیادی کاهش می‌یابد.

تناسب نادرست اجزاء بتن ممکن است در بتن‌های با اسلامپ کم آشکار نباشد اما در بتن‌های روان با اسلامپ زیاد این نقص‌ها و کمبودها اهمیت پیدا می‌کنند و میتوانند سبب جداشدگی و یا آب انداختگی شوند. به همین علت است که جداشدگی در بتن‌های روان که با افزودنی‌های کاهنده قوی آب ساخته می‌شوند، بیشتر قابل مشاهده است. یک راه برای اطمینان ازعدم جداشدگی، افزایش سنگدانه‌های ریز و توجه به دانه‌بندی سنگدانه و مواد ریز بتن است.

اثرات فوق روان کننده ها

از جمله اثرات فوق روان کننده ها بر روی کارایی بتن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• امکان بهره‌بردازی و بارگذاری سریع در سازه؛
• سازگاری با سیمان پرتلند و ممانعت از هر نوع خزش یا انقباض در بتن؛
• بالا بردن انسجام و سهولت در عیار بتن؛
• کاهش نسبت آب به میزان سیمان تا ۲۵ درصد؛
• بالا بردن کارایی بتن؛
• بالا بردن میزان اسلامپ بتن؛
• سرعت بخشی به زمان باز کردن قالب‌های بتن.

پیشنهاد می کنیم مطلب بتن چیست و چه ویژگی هایی دارد را مطالعه کنید.

انواع فوق روان کننده بتن

به‌‌طور کلی براساس فاکتورهای مختلف از جمله روش ساخت فوق روان کننده بتن یا قیمت آن‌ها می‌توان این محصول را در انواع زیر مورد استفاده قرار گرفت:

• فوق روان‌کننده بر پایه عنصر ملامین؛
• فوق روان‌کننده بر پایه عنصر لیگنوسولفات؛
• فوق روان‌کننده بر پایه نفتالین؛
• فوق روان‌کننده بر پایه عنصر پلی کربوکسیلات.

مصرف فوق روان کننده در بتن چقدر است؟

معمولا مقدار و میزان مصرف افزودنی بتن برساس درصد و میزان سیمان استفاده شده در آن تعیین می‌شود . این میزان بین ۰.۲ تا ۲ درصد وزن سیمان متغیر است. به‌علاوه این مقدار متناسب با میزان غلظت مواد افزودنی در بتن کم و زیاد می‌شوند و مشخص می‌کند که بهترین و متناسب‌ترین مصرف فوق روان کننده در بتن چقدر است.

نکات اجرایی مهم هنگام مصرف مواد افزودنی فوق روان کننده

1. با توجه به مقدار کم مصرف آن‌ها، باید تجهیزات اختلاط و نحوه مصرف به گونه‌ای باشد که مواد کاملا مناسب و دقیق اندازه‌گیری و یکنواخت در مخلوط پخش شوند.
2. توصیه می‌شود تا حد امکان تجهیزات دقیق و خودکار توزین برای پیمانه کردن و افزودن به مخلوط بتن به کار رود.
3. در صورت افزودن به صورت دستی، یکی از بهترین روش‌ها جهت اطمینان از پخش یکنواخت در مخلوط آن است که ابتدا اختلاط اولیه سیمان، سنگدانه و ۵۰ تا ۷۰ درصد آب انجام شده و سپس ماده افزودنی به مابقی آب اضافه و محلول حاصل به مخلوط افزوده شود.
4. نحوه افزودن مواد فوق روان کننده ممکن است باعث روانی متفاوت در مخلوط‌های بتن با نسبت اجزای مشابه شود.

روش ساخت فوق روان کننده بتن

انواع فوق روان بتن با دو ترکیب شیمیایی به نام نفتالین فرمالدهید و ملامین فرمالدهید ساخته می‌شوند. در این دو ترکیب وجود خاصیت دافعه الکترواستاتیکی مانع به هم چسبیدن ذرات سیمان خواهد شد که این عامل خود از کلوخه شدن ذرات سیمان جلوگیری می‌کند و در نهایت یکسان و یکدست شدن ترکیب بتن می‌شود.

نکات پیشرفته هنگام ساخت بتن با روان کننده

1. ترکیب شیمیایی و مشخصات فیزیکی سیمان مصرفی ممکن است بر روی عملکرد ماده افزودنی روان کننده تأثیر بگذارد. تحقیقات نشان می‌دهد که نسبت C۳A به C۳S و مقدار C۳A بر تأثیر مواد افزودنی فوق روان کننده مؤثر است. (در بیان کلی، اینگونه مواد افزودنی در تمامی انواع سیمان مؤثر هستند، در حالی که تأثیر آن‌ها بر مقاومت سیمان‌های با مقدار قلیایی پایین بیشتر است.)
2. برخی مواد پوزولانی طبیعی و دوده سیلیس در مقایسه با سیمان معمولی نیاز به مقدار بیشتری فوق روان کننده برای رسیدن به روانی معین دارند.
3. در بعضی موارد ممکن است دانه‌بندی، شکل، بافت و خواص فیزیکی و ترکیبات معدنی سنگدانه‌ها بر عملکرد این مواد اثر داشته باشند. هنگامی که نسبت‌های مناسب اجزاء مخلوط بتن درست انتخاب نشود و یا دانه‌بندی سنگدانه‌ها مناسب نباشد، احتمال افزایش آب انداختگی وجود دارد.
4. دمای هوا و دمای ساخت بتن بر عملکرد این مواد تأثیر دارد؛ لذا قبل از مصرف باید مقدار دقیق آن در شرایط محیطی واقعی تعیین شود.
5. مواد افزودنی فوق کاهنده‌ی آب (فوق روان کننده) باید به طور جدی مطابق با توصیه‌های سازنده ذخیره شوند. اکثر مواد افزودنی براثر یخ زدگی خراب نمی‌شود. باید به دستورالعمل‌های سازنده در مورد تاثیرات یخ زدگی محصول توجه شود.
6. در هنگام طراحی قالب‌بندی بتن‌های روان باید به این نکته توجه کرد که این نوع بتن‌ها می‌توانند فشار هیدرواستاتیکی کامل به قالب‌ها اعمال کنند.
7. در صورت استفاده از چند نوع ماده افزودنی شیمیایی در یک طرح مخلوط، باید نحوه اختلاط آن‌ها و اثر متقابل آن‌ها بر عملکرد یکدیگر به تأیید دستگاه نظارت برسد. بدیهی است در صورت تغییر هر یک از مصالح مصرفی بویژه سیمان، بررسی مجدد سازگاری افزودنی‌ها باید انجام شود.

تفاوت فوق روان کننده با روان کننده

همان‌‌طور که گفته شد فوق کاهنده آب یکی از مهم‌ترین متریال‌هایی است که در بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما اصلی‌ترین تفاوت فوق روان کننده با روان کننده چیست؟ به‌طور معمول اسلامپ در بتن‌هایی که کاهنده آب به آن‌ها اضافه می‌شود بیشتر از بتن با اسلامپ اولیه خواهد بود. به‌علاوه بتن موجود در فوق روان‌کننده در مقایسه با بتن به‌کار رفته در روان‌کننده‌ها از اسلامپ و ماندگاری بیشتری برخوردار است. البته افزودنی بتن شرکت پارتاک طبق میزان اسلامپ آن‌ها تعیین می‌شود که این خود یکی از تفاوت‌های اصلی فوق‌روان‌کننده با روان کننده به‌حساب می‌آید. اینکه فوق روان کننده ها بر چه پایه ای است و چه تاثیری دارد موضوع بسیار مهمی به‌شمار می‌رود و در قیمت این محصول نیز تاثیرگذار است.

مهمترین تفاوت فوق روان کننده با روان کننده ، مقدار کاهش آبی است که استفاده از این افزودنی‌ها ممکن می‌سازند. مصرف فوق روان کننده‌ها معمولا بیشتر از مواد روان کننده است و احتمال اثرات نامطلوب جانبی فوق روان کننده‌ها به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر میباشد. به عنوان مثال، به دلیل اینکه فوق روان کننده‌ها نمی‌توانند کشش سطحی آب را تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش دهند، مقدار قابل توجهی حباب هوا را وارد بتن نمی‌کنند.

تنها عیب حقیقی فوق روان کننده‌ها قیمت نسبتا بالای آن‌هاست که ناشی از هزینه بالای تولید یک محصول با جرم مولکولی بالا می‌باشد. برای خرید افزودنی و بررسی قیمت افزودنی بتن به بخش محصولات پارتاک مراجعه کنید.