بررسی و مقایسه روان کننده، فوق روان کننده و ابر روان کننده بتن

بسیاری از خصوصیات مهم بتن، این ماده حیاتی در صنعت ساخت و ساز، تحت تاثیر نسبت وزنی آب به مواد سیمانی به کار رفته در مخلوط است. با کم شدن میزان آب، چگالی خمیر سیمان افزایش یافته و در نتیجه کیفیت آن نیز بالاتر می‌رود. بالاتر رفتن کیفیت خمیر، افزایش دو مقاومت فشاری و خمشی را به دنبال خواهد داشت. همچنین باعث کاهش میزان نفوذ پذیری، افزایش مقاومت در برابر هوازدگی، کاهش میزان تمایل بتن برای ترک خوردگی انقباضی، کم شدن میزان تغییر حجم ناشی از خشک یا خیس شدن و بهبود پیوند میان بتن و آرماتور می‌شود.

البته کاهش میزان آب در مخلوط می‌بایست به شکلی صورت گیرد که علاوه بر حفظ کارایی بتن، فرآیند عمل آوری (هیدراتاسیون) کامل انجام شود. در واقع نسبت وزنی آب به مواد سیمانی برای کامل شدن فرآیند عمل آوری بین 0.22 تا 0.25 متغیر است و کاهش میزان آب ممکن است به سفت شدن مخلوط یا کم شدن میزان عملکرد بیانجامد. از این رو و در راستای حفظ خواص مهم بتن افزودنی‌های روان کننده بتن (کاهنده آب)، فوق روان کننده و ابر روان کننده برای کاهش میزان آب و داشتن عملکرد قابل قبول در شرایط ویژه تولید و ارائه شدند تا علاوه بر اصلاح خواص بتن، آسیب‌هایی به بتن به عنوان یکی از مهم‌ترین مصالح ساخت و ساز وارد نشود. این سه نوع افزودنی در کنار شباهت‌ها، تفاوت‌های ساختاری و عملکردی دارند که در ادامه به آن‌ها پرداخته خواهد شد.

تفاوت انواع مواد کاهنده آب یا روان کننده در چیست؟

کاهنده آب یا همان روان کننده بتن به سه نوع روان کننده (معمولی)، فوق روان کننده و ابر روان کننده بر اساس قدرت کاهندگی آب یا میزان روان کنندگی بتن تقسیم شده‌اند.

قدرت کاهندگی آب روان کننده معمولی (Water Reducer) حداقل 5 درصد و حداکثر 12 درصد در میزان مصرف معین و متعارف با حفظ قوام بتن است. این نوع روان کننده نخستین و پر کاربردترین نوع روان کننده‌ها است که بر اساس استانداردهای مشخص شده از سوی انجمن آمریکایی آزمایش و مصالح (ASTM C494) در سه نوع معمولی، روان کننده کندگیر و روان کننده زودگیر ارائه می‌شود. مقدار مناسب بیان شده برای هر صد کیلوگرم مواد سیمانی بین 130 تا 390 میلی‌لیتر است و افزایش این مقدار کندگیری بیش از حد بتن و همچنین هوازایی آن را به دنبال دارد.

و اما فوق روان کننده‌ها که به کاهنده آب بتن با برد بالا معروف هستند، نسبت به روان کننده معمولی میزان کاهندگی بیش‌تری دارند. در واقع میزان کاهندگی این نوع افزودنی بتن بین 12 تا 25 درصد (یا بیش‌تر و حدود 30 درصد) بیان شده است. همچنین تاثیرات جانبی احتمالی نظیر ایجاد حباب هوا با افزایش میزان دُز این ماده نسبت به روان کننده‌های معمولی کم‌تر می‌باشد (در صورتی که مخلوط بتن دانه‌های نامناسبی داشته باشد مقادیربالای فوق روان کننده بتن ممکن است احتمال آب انداختگی و جدا شدگی را بالا ببرد).

البته ناگفته نماند که در مقادیر پایین ، روان کنندگی کاهنده‌های معمولی بیش از فوق روان کننده‌ها است.

و در آخر نوبت به ابر روان کننده‌ها با درصد کاهندگی آب بیش از 25% می‌رسد. این افزودنی نسبت به دو نوع قبلی دارای تاثیرات جانبی کم‌تری است. همچنین در مقادیر پایین نسبت به فوق روان کننده‌ها با همان مقدار، روان کنندگی بیش‌تری دارد. ابر روان کننده‌ها برای تولید بتن توانمند و بتن خود متراکم مناسب است و دارای اثرات زیست تخریب پذیری کم‌تری است. همچنین به کار گیری آن کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های اجرایی را در پی دارد.

تفاوت روان کننده های بتن بر پایه پلی کربوکسیلات با انواع روان کننده های بر پایه نفتالین، ملامین و لیگنو سولفونات

تفاوت روان کننده‌های بتن بر پایه‌ی پلی کربوکسیلات با انواع دیگر به نحوه عملکرد و مکانیزم آن‌ها در ترکیب با مخلوط بتن بستگی دارد. کاهنده‌های آب رایج در بازار عموما بر پایه‌ی لیگنو سولفونات‌ها، ملامین، نفتالین و پلی کربوکسیلات‌ها هستند که پلی کربوکسیلات‌ها پایه ابر روان کننده‌ها به شمار می‌رود و مکانیزمی متفاوت با دیگر مواد تشکیل دهنده روان کننده‌ها دارند. در روان کننده‌ها و فوق روان کننده‌هایی که مواد سازنده آن‌ها بر پایه موادی چون نفتالین و ملامین است، الکتریسیته ساکن یا همان الکترو استاتیک سبب جدا سازی ذرات سیمان و روان کنندگی بتن می‌شود. در واقع مولکول‌های بلند این پلیمرها، ذرات سیمان را احاطه کرده و بار منفی به آن‌ها القا می‌کنند تا میان ذرات نیروی دافعه ایجاد شده و بر اثر روان کنندگی نیاز به آب کاهش پیدا کند. اما در ابر روان کننده‌ها چنین نیست و آن‌چه باعث دفع و پراکندگی میان ذرات سیمان می‌گردد، تثبیت استریک است که نسبت به الکتریسیته ساکن قوی‌تر بوده و کارایی بهتر بتن را به دنبال دارد.

تفاوت انواع روان کننده بتن از لحاظ ساختار و عملکرد

بر اساس آن‌چه که در دو بخش قبلی بیان شد، تفاوت ساختاری و عملکردی انواع روان کننده با یکدیگر تا حدودی مشخص گردید.

• روان کننده‌ در سه نوع معمولی، روان کننده زودگیر و روان کننده دیرگیر وجود دارد. میزان کاهندگی آب این نوع روان کننده حداکثر 12 درصد است و مواد شیمیایی پایه آن عموما لیگنو سولفونات‌ها هستند. البته پلیمرهای هیدروکسیل دار و ترکیبات هیدورکسی کربوکسیلیک نیز در مواردی به عنوان مواد پایه این افزودنی استفاده می‌شوند.

ناگفته نماند که عمل آوری بتن در روان کننده‌های پایه لیگنو سولفونات نسبت به فوق روان کننده‌ها و ابر روان کننده‌ها کندتر صورت می‌گیرد.

• فوق روان کننده‌ها در دو نوع نرمال و دیرگیر تولید می‌شوند. استفاده از این نوع افزودنی حداکثر 25 درصد کاهندگی آب را به دنبال دارد و نسبت به روان کننده مقاومت اولیه بیشتری به بتن می‌دهد. مواد تشکیل دهنده این نوع کاهنده‌ آب بتن، عموما لیگنو سولفونات‌های اصلاح شده، ملامین، نفتالین و پلیمرهای مصنوعی همچون پلی استایرن سولفوناته است. لازم به ذکر است که میزان غلظت هر یک از روان کننده‌ها بر خواص نهایی و میزان مصرف مناسب که کارایی خوب را به همراه داشته باشد موثر است.
• ابر روان کننده‌ها معمولا بر پایه پلیمرهایی چون پلی کریوکسیلیک اتر می‌باشند. مکانیزم اثر آن‌ها متفاوت با دیگر مواد شیمیایی پایه برای دو نسل دیگر روان کننده‌ها است و عموما تا 35 درصد قدرت کاهندگی دارند. استفاده از این ماده، کم شدن میزان حباب سازی، کاهش مقدار افت اسلامپ و خمیر نشدن ملات را به دنبال دارد.

و در آخر این‌که روان کننده‌ها در انواع مختلف، بر اساس مواد تشکیل دهنده، میزان غلظت و مقدار مصرف حفظ روانی متفاوتی دارند و تولید کنندگان این محصولات عموما با ایجاد تغییر در ترکیبات در صدد افزایش این خاصیت می‌باشند.

همانند دیگر مواد افزودنی بتن، این مواد قابل دسترس در شرکت‌های محصولات شیمیایی ساختمان هستند. امروزه به دلیل افزایش دغدغه افراد و کمبود زمان و راحت شدن فرآیند تهیه، خرید اینترنتی روان کننده بتن  رواج زیادی داشته است. یکی از فروشگاه های اینترنتی شناخته شده و معتبر در این حوزه شرکت فروش محصولات شیمیایی ساختمان سازه اکسپوز https://sazexpose.com است و به سراسر ایران محصول ارسال می‌کند.