با توجه به گستره کاربرد بتن در زندگی مدرن، سؤالی که پیش می‌آید این است که: آیا علاوه بر ترکیبات اصلی بتن که شامل آب، سیمان و سنگدانه است، استفاده از افزودنی‌های دیگر برای رسیدن به بتنی با کاربرد خاص وجود دارد؟ برای مثال آیا برای بتن‌ریزی در هوای گرم یا ماله‌کشی بتن سخت‌شده، ماده‌ای وجود دارد تا با حفظ همه خواص بتن، بتواند شرایط اجرا را آسان‌تر کند؟ در پاسخ باید گفت بله! امروزه انواع افزودنی بتن مثل فوق روان کننده بتن و... در بازار عرضه می‌شوند تا گرانروی و چگال بتن سخت شده را بدون تغییر در شرایط طرح اختلاط بتن کاهش دهند. در ادامه این مقاله به معرفی این افزودنی کارامد می‌پردازیم.
بتن خمیری است که با آب حالت سیالی به خود می‌گیرد. فوق روان کننده بتن افزودنی ایجاد روانی بتن است که به راحتی جایگزین آب می‌شود. این ماده نسل دوم و اصلاحی روان کننده پایه لیگنوسولفونات است. همان‌طور که می‌دانید بتن تازه با گذر زمان اسلامپ خود را از دست می‌دهد. یکی از راه‌های افزایش روانی بتن، اضافه نمودن آب است.
کاربران و عاملان بتن با انجام آزمایش متوجه شدند با افزایش مقدار آب به بتن، مقاومت نهایی بتن کاهش می‌یابد. بنابراین این موضوع را به کارشناسان ساختاری و شیمیایی بتن اطلاع داده و از آنان جویای راه چاره شدند.
در سال 1970 دانشمندان شیمی بتن نسل جدیدی از کاهنده‌های آب بتن را کشف کرده و به اطلاع مصرف‌کنندگان بتن رساندند. این نسل از افزودنی‌های پایه نفتالین بدون افزایش آب، بتن را بسیار روان کرده و حتی مقاومت نهایی آن را افزایش می‌دهند.
نفتالین فرمالدهید سولفوناته غلیظ شده، اولین گروه کاهنده آب در حدود سال 1970 میلادی است که به صنعت بتن معرفی شد. نام دیگر این ترکیب، پلی نفتالین سولفونات است. این ترکیب مجموعه نفت یا نفتالین زغال‌سنگ به همراه سولفوریک اسید با خلوص بالا است که با حرارت‌دهی تغلیظ شده و با فرمالدهید پلیمری می‌شود.
این ترکیب در مرحله آخر تولید نمک سدیم و کلسیم تولید می‌شود. پلیمر تولید شده دارای وزن مخصوص کمی است. هر چه در این فرآیند وزن مولکولی مواد تولید شده بالاتر باشد، خواص بهتری خواهد داشت. این مواد زنجیره طولانی خطی دارند.
ملامین فرمالدهید سولفوناته با غلظت بالا، در سال‌های 1950 میلادی به طور گسترده در صنایع مختلف شیمیایی استفاده می‌شد. اما کسی از قدرت پنهان این مواد برای پخش کردن سیمان در بتن اطلاعی نداشت.
حدود 10 سال بعد با رزینه کردن این مواد، فرمول شیمیایی مناسبی برای فوق روان کننده بتن به بازار ارائه شد. زمانی که این ترکیبات به تنهایی استفاده می‌شوند، کم‌ترین تأثیر را روی هوای بتن و زمان گیرش سیمان دارند. تنها تفاوت این ساختار با نفتالین، حضور حلقه ملامین در آن است.
روان کننده‌های پایه نفتالینی بر اساس نوع عملکرد به سه دسته روان کننده کاهنده آب گروه A، و روان کننده کندگیر گروه D و روان کننده تندگیر گروه E تقسیم می‌شوند.
1. روان کننده بتن کندگیر (گروه D): این شکل از روان کننده با کاهش آب، کارایی و شکل‌پذیری بتن را حفظ کرده و گیرش اولیه بتن را به تأخیر می‌اندازد. میزان آب بتن، حدود 40% وزن سیمان است. عمده این آب برای روان کردن بتن به کار رفته و نقشی در واکنش با سیمان ندارد. این آب در هوای گرم تبخیر شده و بتن سفت می‌شود. این افزودنی جایگزین آب مورد نیاز برای تأمین روانی بتن است و باعث می‌شود بتن به راحتی پمپ شده و بتن‌ریزی در فضاهای محدود، مانند دیوارهای برشی و ستون انجام شود.
2. روان کننده بتن معمولی (گروه A): سیمان نقش اصلی را در چسبندگی اجزای بتنی بازی می‌کند. البته فعل و انفعالات سیمان، تنها در حضور و تماس با آب آغاز می‌شود. از سوی دیگر فقط حدود 30% آب مصرفی در طرح اختلاط بتن در واکنش هیداراتاسیون سیمان استفاده می‌شود و بقیه آن صرف روانی بتن می‌گردد.
پس 70% آب استفاده شده در بتن، نقشی در فرآیند هیدراتاسیون سیمان نداشته و فقط باعث افزایش روانی بتن می‌شود. وجود این آب اضافی در بتن می‌تواند سبب کاهش مقاومت نهایی بتن گردد. استفاده از این نوع روان کننده، آثار مخرب آب اضافی در بتن را کاهش می‌دهد.
3. روان کننده بتن تندگیر (گروه E): این نوع از روان کننده‌ها مدت زمان گیرش سیمان را کم کرده و به همین دلیل، افزودنی مناسب برای آب و هوای سرد و یخبندان است. این افزودنی ضمن عملکرد مجزا، در ترکیب با افزودنی‌های ضدیخ بتن کاملاً سازگار است. روان کننده‌ی تندگیر به پرداخت بهتر بتن کمک بسزایی می‌کند. از آن‌جا که در هوای سرد سرعت هیداراتاسیون سیمان کم است، در این افزودنی موادی جهت تسریع گیرش سیمان وجود دارد.
اگر مواد فوق روان کننده بتن به درستی استفاده شوند، عملکرد مناسب و قابل قبول خود را بر بتن نمایش می‌دهند. در نفتالین فرمالدهید سولفوناته گروه سولفوناتی و سدیم تجزیه می‌شوند. بارهای منفی روی سولفونات سیمان را جذب می‌کند. این بارهای منفی خاصیت دافعه به ذرات سیمان می‌دهند که این خاصیت توسط دستگاه پتانسیل زتا قابل اندازه‌گیری است. نمایش بسیار زیاد بار الکتریکی ایجاد شده در سطح دانه‌های سیمان، به خوبی تفاوت این افزودنی را با روان کننده‌های نسل اول نشان می‌دهد.
همان‌طور که می‌دانید حرکت نسبی آب در بتن، به قرارگیری ذرات سیمان در مسیر آن بستگی دارد. مسیر فرضی خطی بسیار راحت‌تر از مسیر پر پیچ‌وخم طی می‌شود. بنابراین وقتی ذرات سیمان توسط بار منفی ایجاد شده در سطح از هم جدا شوند، مسیر حرکت آب هموار شده و آب درون کلوخه سیمان محبوس نمی‌شود.
توجه شود جدا شدن ذرات سیمان، افزایش حجمی برای کل نمونه بتن در پی نخواهد داشت. چون فضای محبوس درون کلوخه سیمان آزاد شده و ذرات سیمان آن، فضای خالی را پر می‌کنند و استفاده از فضا توسط ذرات بهینه می‌گردد.
در شرایط جدید که ذرات از هم جدا شده‌اند، اگر فرض کنید از مقدار آب کمتری نسبت به میزان اولیه استفاده کنید، این تغییر هیچ تأثیری در روانی بتن شاهد نخواهد داشت. پس واکنش هیدارتاسیون سیمان در ذرات فضای اطراف که قبلاً خالی بوده صورت گرفته و مقاومت نهایی بتن بالا می‌رود.
نکته‌ی مهمی که باید به آن توجه کنید این است که استفاده از نتایج افزودنی‌های مختلف ولی مشابه مجاز نیست. از آن‌جا که فوق روان کننده بتن ترکیبات و تأثیرات و نتایج مختلف بر بتن دارد، از نتایج هر آزمایش فقط برای همان افزودنی بتنمی‌توان استفاده کرد؛ مثلاً حباب ایجاد شده توسط افزودنی حباب هوا ساز بتن یکنواخت و ریز و با یک تست قابل شناخت و اندازه‌گیری است، ولی حباب تولیدی توسط فوق روان کننده غیریکنواخت و بزرگ است؛ تا حدی که برای شناسایی این حباب مقطع از بتن خشک باید گرفت.
1. ایجاد فاصله میان ذرات سیمان، توسط زنجیره خطی مولکول‌های فوق روان کننده بتن: شاخه متصل به این گروه‌ها ذرات سیمان را از هم دور کرده تا آب به راحتی از میان آن‌ها عبور کند.
2. روانی سریع بتن بلافاصله پس افزودن ابر روان کننده بتن و اختلاط مناسب
3. کاهش آب بتن: در صورت افزودن فوق روان کننده در بچینگ، بتن برای رسیدن به اسلامپ و روانی مورد نظر، نیازمند آب کمتری است. برخی از فوق روان کننده‌های قوی تا 30% آب اضافی را حذف می‌کنند. البته باید در نظر داشته باشید پس از یک مقدار، هر چه افزودنی زیاد شود میزان مصرف آب کم نمی‌شود. این میزان حد اشباع افزودنی در بتن نام دارد.
4. افزایش روانی در محل پروژه: اگر به هر دلیلی مانند تبخیر آب، گرمی زیاد هوا یا ...، حین بتن‌ریزی متوجه سفتی نسبی بتن شدید، افزودن مقدار مشخص از فوق روان کننده بتن، باعث افزایش کارایی و شکل‌پذیری بتن می‌شود. البته برای تست عملکرد، انجام تست اسلامپ توصیه می‌شود.
5. تولید بتن پر مقاومت: استفاده از فوق روان کننده در تولید بتن پرمقاومت و بادوام و اتصال قوی با آرماتور لازم است.
مواد جامد محلول در آب این محصول 25 تا 45% وزنی است. مقدار مصرف مناسب چنین موادی بین 1 تا 3% وزن سیمان است. برای اطمینان از میزان مصرف فوق روان کننده بتن، دو نمونه که یکی از آن‌ها حاوی افزودنی است تهیه کنید.
گیرش اولیه نمونه حاوی افزودنی نباید 3.5 ساعت دیرتر از نمونه شاهد رخ دهد. در غیر این صورت در مقدار مصرف باید تجدید نظر کرد. میزان مصرف فوق روان کننده بتن متغیر بوده و به شرایط دما، نوع سیمان و... بستگی دارد.
در هر صورت تولید کننده موظف به ارائه محدوده استاندارد ماده خودش است، زیرا در صورت استفاده بیش از اندازه، بتن دچار آب‌انداختگی می‌شود و ترک بسیاری در سطح بتن خشک شده مشاهده خواهد شد. همین موضوع سبب افزایش فشار به قالب و تغییر شکل قالب‌بندی می‌شود. نحوه افزودن فوق روان کننده بتن به بتن به سه شکل ذیل است.
1. در محل ساخت بتن (بچینگ)
2. در محل پروژه (درون تراک میکسر)
3. ترکیبی از دو روش بالا (قسمتی در بچینگ و قسمتی به عنوان ریدوز در محل پروژه)
اساس اعتقاد شرکت پارسین بتن سازه آیریک با نام تجاری «رامکا»، تولید محصولات صنایع شیمی ساختمان از جمله انواع فوق روان کننده بتن با بهترین مواد اولیه و کیفیت است تا در تولید بتنی پرمقاومت و نفوذناپذیر کمک کند و تمام مشکلات موجود در ساخت بتن مقاوم را از میان بردارد. در ادامه به معرفی انواع فوق روان کننده‌های این شرکت می‌پردازیم.
فوق روان کننده بتن دراگون DRAGON، جهت افزایش اسلامپ بتن در بچینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول با خاصیت دیرگیری و حفظ اسلامپ در فصل گرما، محصولی مناسب برای کاهش آب به سیمان در مناطق گرمسیری است. همچنین از این محصول می‌توان برای بتن‌ریزی و حمل بتن در مسافت‌های طولانی استفاده کرد.
تأثیر بالای این افزودنی بر کاهش مقدار آب به سیمان باعث شده برای افزایش مقاومت بتن (معمولاً تا رده ۴۰مگاپاسکال) و دستیابی به طرح اختلاط‌های اقتصادی در تابستان مورد استفاده قرار گیرد.
این محصول شرکت رامکا با ایجاد روانی مناسب، افزودنی ایده‌آل برای استفاده در بتن پای کار (محل پروژه) است. با افزودن ۸ کیلوگرم از فوق روان کننده پایتون به تراک میکسر ۵ متری، اسلامپ تراک از حدود ۸ سانتی‌متر به ۱۷ سانتی‌متر افزایش می‌یابد. دوز مصرف نسبتاً پایین این فوق روان کننده، به دلیل قدرت بالای آن در روانی بتن باعث شده که به محصولی باصرفه تبدیل شود.
همان‌طور که گفتیم شرکت صنایع شیمی ساختمان رامکا یکی از تولید کننده‌های بزرگ و قدرتمند در زمینه تولید انواع مواد شیمی ساختمانی است. شما می‌توانید جهت مشاوره در زمینه مقدار و روش استفاده از ابر روان کننده بتن و سایر مواد افزودنی بتن، بنیان شیمیایی و شرایط کیفی این گروه از محصولات با کارشناسان فنی رامکا تماس بگیرید و از آن‌ها مشاوره‌ی رایگان دریافت نمایید.
