تاثیر فوق روان‌کننده بتن در عملیات بتن‌ریزی و تاثیر آن بر بتن‌های آب‌بند

استفاده ازفوق روان کننده بتن به عنوان این نسل جدید از مواد افزودنی شیمیایی در بخشهای مختلف صنعت بتن، ازسال 1977  به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. ساختار شیمیایی این مواد معمولا نفتالین سولفونات، ملامین فرمالدهید و پلی کربوکسیلات اتر می‌باشد.

تاثیر فوق روان کننده بتن

فوق روان کننده بتن را کاربردهای زیادی در بتن دارد : افزایش کارایی بتن بدون افزایش نسبت میزان آب به مواد سیمانی (w/cm) ؛ افزایش مقاومت بتن میزان آب و سیمان را کاهش دهد ، کاهش دمای بتن و تغییر حجم را کاهش می دهد. تعمیر و بازسازی بتن های ترمیمی. در ادامه با کاربردهای فوق روان کننده بتن بیشتر آشنا می‌شویم.

1. افزایش اسلامپ بتن در w/c ثابت
2. کاهش آب به سیمان در بتن در روانی ثابت
3. کاهش میزان سیمان بتن در مقاومت ثابت
4. تغییر در زمان گیرش بتن بسته به نوع فوق روان کننده
5. بهبود خاصیت پمپ پذیری بتن
6. افزایش چسبندگی بتن به میلگرد

کاربردهای فوق روان کننده بتن

بتن حاوی فوق روان کننده بتن می تواند بسته به نیازهای مختلف پروژه کابردها متفاوتی دارد. تولیدکننده بتن آماده از فوق روان کننده  برای افزایش اسلامپ بدون افزودن آب ، بهبود کارایی سیمان مورد استفاده و اطمینان از سطح مقاومت بتن مورد نیاز در سنین مختلف استفاده می کند. برخی از کاربردهای فوق روان کننده را در ادامه آورده‌ایم.

1. بتن HPC: بتن با مقاومت بالا به عنوان بتنی تعریف می شود که مقاومت فشاری بیش از 40 مگاپاسکال را در 28 یا 56 روز بدست آورد. نسبت مواد سیمانی آب حدودا 0.25 تا 0.40 متغیر می‌باشد.
2. بتن پیش تنیده: امروزه تقریبا تمام تولید کنندگان بتن پیش تنیده، از فوق روان کننده بتن در تمام محصولات پیش تنیده ، از جمله تیرهای پیش تنیده پل ، تیرها ، دال ، شمع و تیر استفاده می کنند.
3. بتن معماری: بتنی نمایان یا بتن اکسپوز است که برای ارائه ظاهری زیبا و سازگار ، با نقایص ظاهری خیلی کم طراحی شده است و سنگ مصنوعی یا سمنت پلاست هم از همین دسته بندی به حساب می‌آیند. بتن باید تا آنجا که ممکن است سطح شکل گرفته را منعکس کند و خوب از قالب دربیاید. مخلوط بتن باید یکنواخت و قابل اجرا باشد. با افزودن فوق روان کننده بتن نیاز به ارتعاش کمتر می شود و بتن یا ملات بهتر متراکم می شود.
4. سازه های بتنی پارکینگ: بتن مورد استفاده در پارکینگ ها نیاز به تراکم بالا ، ضخامت کم و نفوذپذیری کم دارد. با استفاده از فوق روان کننده ها ، بتن به راحتی قابل پمپاژ خواهد بود. بسیار مهم است که با تثبیت صحیح بتن ، حفره ها را به حداقل برسانید ، اما محتوای هوای کافی در سراسر بتن ، به ویژه سطح بالای آن حفظ شود. این مخلوط نباید آب انداختگی یا جدا شدگی بیش از حد را نشان دهد.
5. پروژه های با سرعت بالا: بتن روان اغلب در پروژه های چرخه سریع استفاده می شود زیرا می توان آن را پمپاژ یا در غیر این صورت به سرعت بتن ریزی را انجام داد تا عملیات اتمام کار در ساعات کاری معمول انجام شود.
6. کفسازی های صنعتی: کف های صنعتی تحت درجات مختلفی از تردد وسایل نقلیه قرار می گیرند. ویژگیهای دال و کف مطلوب عبارتند از مقدار مسطح بودن و تراز بودن، مقاومت فشاری بالا و مقاومت در برابر سایش بالا و حداقل ترک خوردگی. افزودنی فوق روان کننده در تولید این نوع بتن بسیار مفید است که می تواند به راحتی عملیات بتن ریزی انجام شود و بتن پر مقاومتی را تحویل دهد.

اثر فوق روان کننده بتن بر مقاومت فشاری بتن

نتایج نشان می دهد که فوق روان کننده بتن به طور قابل توجهی ساختار منافذ بتن را بهبود می بخشد و ساختار بتن و ملات را بیشتر فشرده می کند و در نتیجه مقاومت فشاری بتن را بهبود می بخشد. علاوه بر این ، زنجیرهای جانبی کوتاهتر و گروههای عملکردی استر در ساختار فوق روان کننده می توانند سرعت هیدراتاسیون سیمان را کاهش دهند ، که مقاومت اولیه ملات را افزایش می دهد.

معمولا اگر در استفاده از فوق روان کننده ها در بتن میزان آب کاهش پیدا نکند و فقط جهت روانی بتن از این افزودنی استفاده گردد، بتن تغییر مقاومتی نخواهد داشت.مثلا در فوق روان کننده های با پایه شیمیایی نفتالین و ملامینمقاومت ها مشابه نمونه کنترلی است در نمودار زیر میتوانید نتایج این تست را بر روی بتن پر مقاومت مشاهده فرمایید.

اما وقتی از فوق روان کننده ها در بتن برای کاهش مقدار آب و در واقع کاهش نسبت آب به سیمان استفاده می شود، شاهد افزایش مقاومت در بتن خواهیم بود. که این افزایش مقاومت طبق نمودار Abram خواهد بود.

تاثیر فوق روان کننده بتن در بتن های آب بند

رفتار مشخصه بتن با استفاده از دوزهای مختلف فوق روان کننده مورد مطالعه قرار متفاوت است. از نتایج آزمایش ، نتایج زیر ارائه می شود:

• با افزودن فوق روان کننده به بتن ، زمان گیرش بتن افزایش می یابد.
• مقاومت فشاری توسط فوق روان کننده برای همه سنین در مقایسه با نمونه شاهد افزایش می یابد.
• با افزایش مقدار مصرف فوق روان کننده ، جذب آب و تخلخل کاهش می یابد. اما ، با افزایش مقدار فوق روان کننده از حد پیشنهادی شرکت تولیدی روان کننده ، جذب آب و تخلخل آب با افزایش مقدار مصرف فوق روان کننده افزایش می یابد. برای همین باید در هنگام خرید فوق روان کننده بتن به شرکت تولید کننده آن توجه داشت. یکی از بهترین و با کیفیت ترین شرکت های تولید کننده فوق روان کننده بتن صنایع شیمی ساختمان رامکا می‌باشد.
• نفوذپذیری روند مشابهی را برای جذب آب تخلخل آب نشان می دهد ، افزایش دوز باعث افزایش نفوذپذیری می شود ، هنگامی که دوز بیش از مقدار مطلوب باشد.
• آزمایش جذب آب سطحی اولیه نشان می دهد که استفاده از فوق روان کننده قادر به کاهش جریان رطوبت در بتن به دلیل تخلخل کمتر است. هر دوز فراتر از مقدار مطلوب ، نه تنها نمی تواند ساختار منافذ بتن را بهبود بخشد ، از طرف دیگر ، بتنی که دارای تراکم کمتر و تخلخل بیشتر می باشد ، نفوذ رطوبت در بتن را افزایش می دهد.
• کاهش نسبت آب به سیمان در بتن باعث افزایش دوام و کاهش نفوذپذیری بتن در برابر آب و به تبع آن کاهش نفوذپذیری یون های مخرب در بتن میگردد. این مورد در سازه های دریایی حاشیه خلیج فارس بسیار مهم است و باید مورد توجه قرار گیرد.

ساخت بتن خود تراکم با فوق روان کننده بتن

تغییر دمای محیط در بچینگ یا محل های ساخت و ساز در حین بتن ریزی خود تراکم SCC می تواند مشکلات جدی را بر روی عملکرد بتن تازه مانند خواص رئولوژیکی و زمان گیرش ایجاد کند ، و عواقبی را برای خواص سخت شده در سازه ایجاد کند. با انتخاب معقول اجزاء ، می توان استحکام مخلوط های SCC را در برابر تغییرات دما بهبود بخشید. با این حال ، این جنبه هنوز مورد توجه تحقیقات فشرده قرار نگرفته است.

نتایج آزمایشات مختلف در دنیا نشان می‌دهد که زمان آزمایش وی فانل V ، ویسکوزیته پلاستیک و حفظ اسلامپ مخلوط های بتن SCC تحت تأثیر چگالی زنجیره جانبی پلیمر قرار گرفت. مشاهده شد که مقاومت فشاری مخلوط های SCC نیز با ترکیب انواع فوق روان کننده بتن کمی تحت تاثیر قرار می گیرد. این تأثیر در سنین اولیه بتن بیشتر مشهود است.