نشانی تهران، خیابان سهروردی شمالی، خیابان قندی، پلاک ۶۵

تلفن ۸۷۷۵۴-۰۲۱

info@abadgarangroup.com آدرس ایمیل

Abadgaran Group Office
نشانی شهریار ، جاده ملارد، صفادشت، شهرک صنعتی صفادشت، انتهای خیابان ششم غربی

تلفن ۴-۶۵۷۴۱۹۱۱-۰۲۱

Abadgaran Group Factory
در صورت عدم رضایت از محصولات شرکت آبادگران یا عدم کفایت فنی محصولات در پروژه و یا کار خود ، لطفا شکایت خود را با جزییات ثبت نمایید. پیام شما قطعا توسط کارشناس و یا واحد مربوطه پیگیری خواهد شد.

خواص افزودنی‌های شیمیایی و تاثیرات آن بر روی بتن

در گذشته روم باستان از شير و خون به جهت بالابردن کیفیت مشخصات مصالح ساختماني خود استفاده مي كردند. استفاده از اين مواد عمدتا برای بهبود كارايي و افزایش مقاومت مصالح بوده و علاوه بر آن خون به دلیل داشتن هموگولوبين مي توانست توليد حباب‌هاي هوا کند كه دوام مصالح ساختماني را بالا ببرد. چيني‌ها از خمير برنج، روغن تانگ و ملاس براي بهبود خواص مصالح استفاده مي كردند.در ايران نيز از تخم مرغ، خاكستر كوره حمام، پشم حيوانات و مواد مشابه براي ساخت ساروج و بهبود ويژگي­هاي مصالح در ساخت و ساز استفاده می‌شده که معماران قديمي با استفاده از اين مواد شاهكارهايي در دوره‌هاي مختلف تاريخي بنا كرده‌اند.

انديشه تحقيق و مطالعه درباره افزودني‌ها بعد از توليد صنعتي سيمان در نيمه دوم قرن نوزدهم و شناخت تركيبات و فرايند هيدراسيون بتن، ابتدا در مراكز علمي و آكادميك مورد بررسي قرار گرفت و به تدريج كاربرد آن ها در صنعت رواج پيدا كرد. روان كننده‌ها، زودگير كننده‌ها، كندگيركننده‌ها و حباب سازها به عنوان افزودني‌هاي شيميايي متداول در نخستين سال‌هاي دهه سوم قرن بيستم اختراع شدند انتشار گزارش‌هاي علمي و مقالات پژوهشي در مورد افزودني‌هاي شيميايي در سال‌هاي دهه 40 ميلادي آغاز شد كه از ميان آن‌ها مي توان به نخستين گزارش تفضيلي كميته فني شماره 212 موسسه ACI در سال 1944 و اولين سمپوزيم ASTM با عنوان اثر افزودني‌هاي كاهنده آب و كنترل گيرش بتن در سال 1959 اشاره نمود.

استفاده از مواد افزودني شيميايي در ايران به دهه 1350 برمي­گردد. كاربرد افزودني‌ها در دهه 1360استقبال آنچنانی نشد. از دهه 1370 به بعد به طور مشخص در ساخت سازه‌های بزرگ مانند سد‌های بتني روان كننده‌ها و مواد حباب ساز به كار رفته اند.

دسته بندی افزودنی‌های شیمیایی

  1. ملامین سولفونات
  2. نفتالین سولفونات
  3. لیگنو سولفونات
  4. اسید‌های پلی کربوکسیلات

اولین نسل روان کننده‌ها

روان سازهای بتن بر پایه ی مونومرهای لیگنوسولفونات تولید شدند و در اوایل دهه 1930 میلادی به طور عمده مورد مصرف قرار گرفتند. یکی از خواص لینگو سولفونات‌ها، کاهش محسوس آب مصرفی در بتن و حفظ کارایی بتن بود که به دلیل ماهیت مونومرهای استفاده شده و عملکرد آن‌ها در فرآیند آبگیری سیمان، به روان کننده‌های دیرگیر معروف شدند. از مهمترین معایب روان سازهای نسل اول می‌توان به میزان مصرف بسیار زیاد در هر متر مکعب بتن (در مقایسه با روان سازهای نسل بعد)، محدودیت استفاده در شرایط سرما، هوازایی و در برخی موارد کاهش مقاومت بتن اشاره نمود.

 

اولین نسل روان کننده‌ها

 

تاثیر اصلی و ساختار این فوق روان کننده‌ها با افزایش بار منفی ذرات سیمان اتفاق می‌افتد که بر اثر دافعه الکترواستاتیکی همدیگر را دفع می‌کنند و باعث پراکندگی ذرات سیمان می‌گردند. این پراکندگی فاصله ذرات بسیار ریز سیمان را از یکدیگر بیشتر می‌کند و سطح بیشتری از ذرات را در معرض رطوبت و آب موجود در مخلوط قرار می‌دهد.

 

اولین نسل روان کننده‌ها

اولین نسل روان کننده‌ها

 

بدین ترتیب آب موجود در مخلوط به صورت بهینه استفاده می‌گردد و ذرات بهتر روی یکدیگر می‌لغزند و باعث افزایش روانی و کارایی بتن می‌گردد. در اﻳﻨﺠﺎ ﻋﺎﻣﻞ اﺻﻠﻲ دور نگه داﺷﺘﻦ ذرات ﺳﻴﻤﺎن زﻧﺠﻴﺮه SO3Na اﺳﺖ.در اﻳﻦ ﻧﻮع روان ﻛﻨﻨﺪه ﻫﻢ ﺟﺮم ﻣﻮﻟﻜﻮﻟﻲ و اﻧﺪازه ﭘﻠﻴﻤﺮﻫﺎ ﺑﺴﻴﺎر ﺣﺎﺋﺰ اﻫﻤﻴﺖ اﺳت. از آﻧﺠﺎ ﻛﻪ ﻟﻴﮕﻨﻮﺳﻮﻟﻔﻮﻧﺎت از ﺻﻨﺎﻳﻊ ﭼﻮب و ﻣﻮاد ﻗﻨﺪ دار ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻛﻤﻲ ﺧﺎﺻﻴﺖ دﻳﺮﮔﻴﺮي دارﻧﺪ و در ﺣﺎﻟـﺖ ﻋـﺎدي ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺪون اﻓﺰودن ﻫﻴﭻ ﻣﺎده دﻳﺮﮔﻴﺮ ﻳﺎ زودﮔﻴﺮ ﺑﻪ آن از ﺑﻘﻴﻪ ﻧﻮع ﻓﻮق روان ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ دﻳﺮﮔﻴﺮﺗـﺮ ﻧﺸـﺎن داده اﻧﺪ، اﺿـﺎﻓﻪ ﻧﻤﻮدن ﻣﻮاد دﻳﺮﮔﻴﺮ ﺑﻪ اﻳﻦ ﻧﻮع روان ﻛﻨﻨﺪهﻫﺎ ﺗﻨﻈﻴﻢ زﻣﺎن ﮔﻴﺮش را ﻣﺸﻜﻞ ﻣﻲﺳﺎزد ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺣﺴﺎﺳﻴﺖ اﻳﻦ ﻧـﻮع ﻓـﻮق روان ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ در ﺑﺮاﺑﺮ اﻓﺰودن ﻣﻮاد دﻳﺮﮔﻴﺮ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﺑﻘﻴﻪ اﻧﻮاع ﻓﻮق روان ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ اﺳﺖ ﻛﻪ اﮔﺮ اﺣﺘﻴﺎط و ﻣﺤﺎﺳـﺒﻪ ﻻزم رادر اﺿﺎﻓﻪ ﻛﺮدن اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﻣﻮاد ﻧﺸﻮد ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﮔﻴﺮش ﺑﺘﻦ ﺗﺎ ﺳﺎﻋﺖ ﻫﺎ ﺑﻪ ﻃﻮل اﻧﺠﺎﻣﺪ .ﻣﻘﺪار ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ اﻳﻦ ﻧﻮع روان ﻛﻨﻨﺪه‌ها 35 تا 42 درﺻﺪاﺳﺖ .ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻣﻴﺰان ﻛﺎﻫﺶ آب اﻳﻦ ﻧﻮع روان ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪﻧﻤﻮﻧﻪ ﺷﺎﻫﺪ در ﻳﻚ رواﻧﻲ ﺑﺮاﺑﺮ ﺣﺪود 15 ﺗﺎ 20 درﺻﺪ اﺳﺖ.

نسل دوم روان کننده‌ها

دومین نسل از روان سازها در اواسط دهه ی 1960 میلادی که به فوق روان کننده‌ها و یا کاهنده‌های قوی آب نیز شناخته می‌شوند، اغلب بر پایه ی مونومرهای ملامین سولفونات‌ها و نفتالین سولفونات‌ها تولید شدند. میزان مصرف بالای آن‌ها برای دست یابی به یک روانی مناسب و همچنین عدم حفظ کارایی برای مدت زمان‌های طولانی و عدم کاربرد در شرایط آب و هوایی گرم از محدودیت‌های این نسل از روان کننده‌ها به شمار می‌رود.

 

 

نسل دوم روان کننده‌ها

 

عامل پراکندگی و دور نگه داشته شدن ذرات سیمان از یکدیگر زنجیره SO3Na در ساختار ملکولی این روان کننده است. SO3Na با خاصیت قطبی که دارد باعث بار دار کردن منفی ذرات سیمان می‌گردد مکانیزم قابل توجه جذب سطحی قسمت آنیونی افزودنی و سطح تماس آب با آب است که هر چه سطح تماس آن‌ها بیشتر باشد مساحت سطح بیشتری از ذرات سیمان مرطوب و خیس می‌گردد که خود این عامل وابسته به جرم ملکولی پلیمر و طول زنجیره‌های جانبی آن است.

مقدار مواد جامد موجود در این نوع فوق روان کننده‌های بتن باید بیشتر از 35 درصد باشد تا کارایی و اثر بخشی خود را به خوبی نشان دهند البته می‌توان مقدار فوق مواد جامد این نوع روان کننده را در شرایطی به 40 درصد و حتی کمی‌بیشتر رساند که می‌بایست صرفه اقتصادی در نظر گرفته شود. فوق روان کننده نفتالینی از نظر زمان گیرش داتا نرمال است و تاثیر کمی‌بر روی روند کند شدن گیرش سیمان دارد. دیرگیرها و زودگیرها با فوق روان کننده نفتالینی هم خوانی خوبی نشان می‌دهند.حداکثر میزان کاهش آب این نوع فوق روان کننده نسبت به نمونه شاهد در یک روانی برابر حدود 25 درصد می‌باشد.

فوق روان کننده‌های ملامینی با توجه به اینکه پلیمر با جرم ملکولی بالا و گروه‌های قطبی است و همپنین دارای زنجیره NH-CH2-SO3NA که به صورت متناوب تکرار می‌گردد و بیشترین واکنش را با قسمت C3A سیمان می‌دهند هستند.این زنجیره عامل اصلی واکنش به ذرات سیمان و پراکندگی آن‌هاست وتاثیر اصلی و مکانیسم اساسی این فوق روان کننده‌ها با افزایش بار منفی ذرات سیمان اتفاق می‌افتند که بر اثر دافعه الکترواستاتیکی همدیگر را دفع می‌کنند و باعث پراکندگی سیمان می‌گردند. این پراکندگی فاصله ذرات بسیار ریز سیمان را از یکدیگر بیشتر می‌کند و سطح بیشتری از ذرات را در معرض رطوبت و آب موجود در مخلوط قرار می‌دهد. بدین ترتیب از آب موجود در مخلوط استفاده بهینه تری می‌گردد و ذرات بهتر روی هم می‌لغزند و باعث افزایش روانی و کارایی بتن می‌گردد.

 

نسل دوم روان کننده‌ها

 

نسل سوم روان کننده‌ها

سومین نسل از روان ساز‌های بتن، فوق روان کننده‌ها و یا ابر روان کننده‌هایی هستند که بر پایه ی پلی‌کربوکسیلات اتر تولید شدند، آنها به دلیل مزایای فراوانی که داشتند به زودی پا به عرصه ی رقابت نهاده و با استقبال فراوانی در صنعت تکنولوژی بتن مواجه شدند. از مهمترین ویژگی‌های آنها می‌توان به کاهش شدید آب مصرفی بتن و حفظ کارایی بتن برای مدت زمانی مناسب اشاره نمود، سوپر پلاست که در کنار قیمت مقرون به صرفه تر و حباب زایی کمتر (در مقایسه با روان کننده‌های نسل اول) توانستند به محبوب ترین و رایج ترین افزودنی بتن در سراسر دنیا تبدیل شوند.

 

 

نسل سوم روان کننده‌ها

 

ساختار مولكولي اين نوع فوق روان كننده با مواد قبلي به طور واضحي تفاوت‌هاي زيادي دارد. در اين جا بر روي زنجيره پليمر اصلي علاوه بر گروه‌هاي كربوكسيل، زنجيره اي بلند جانبي نيز وجود دارد كه بعد از پراكندگي ذرات سيمان از يكديگر مانع بسيار خوبي براي دور نگه داشتن آنها از يكديگر و در نتيجه سطح بيشتري از ذرات را در معرض آب موجود در محيط قرار مي­دهند. در اينجا مكانيسم عمل تفاوت‌هايي با حالت‌هاي قبل دارد. فوق روان كننده‌هاي پلي كربوكسيلاته مانند فوق روان كننده نفتالينه در هنگام مخلوط شدن در سطح ذرات سيمان جذب مي­شوند و عامل باردار كردن ذرات اين جذب شدن در هنگام هيدراسيون صورت مي گيرد در اينجا گروه‌هاي كربوكسيل عامل باردار کردن ذرات سیمان و پراکندگی آن‌ها می‌گردند. تفاوت اصلی این نوع فوق روان کننده بتن به دلیل وجود زنجیره‌های جانبی بلند می‌باشد که کارایی بالایی این ترکیبات در حضور کربوکسیلات‌ها حاصل می‌شود.

به طور کلی کاهش بسیار زیاد آب مورد نیاز و سیالات بسیار بالای بتن‌های حاوی فوق روان کننده پلی کربوکسیلات به جذب پلی کربوکسیلات‌ها به داخل سطوحی از سیمان هیدراته شده نسبت داده می‌شود. حداکثر میزان کاهش آب این نوع فوق روان کننده‌های بتن نسبت به بتن شاهد در یک روانی برابر حدودا 30 درصد می‌باشد.

 

نسل سوم روان کننده‌ها

 

روان‌کننده‌ها از جنبه‌های زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

1- بنیان ماده

2- قدرت روانسازی یا کاهندگی آب

3- حفظ کارایی

4- زمان گیرش

 

طبقه بندی روان کننده‌ها(شرکت آبادگران)

درصد مصرف

نام محصول

بنیان

0.5-1.5%

  P.A.PLAST-201روان کننده بتن

لیگنو سولفونات

0.5-1.5%

  P.A.PLAST-203روان کننده بتن

نفتالین

0.5-1.5%

 P.A.PLAST-204روان کننده بتن 

پلی‌کربوکسیلات

0.5-1.5%

 P.A.PLAST-S روان کننده بتن 

پلی کربوکسیلات

 
 

 

 

مقایسه قدرت روانسازی:

P.A.PLAST-203 P.A.PLAST-201<P.A.PLAST-S4< P.A.PLAST-204

    افزایش قدرت روانسازی یا کاهندگی

 

 

مقایسه قابلیت حفظ کارایی:

P.A.PLAST-203<P.A.PLAST-S4 < P.A.PLAST-204 < P.A.PLAST-

 حفظ کارایی بهتر در محدوده اسلامپ و در مقدار مصرف حداکثر

 

 

مقایسه زمان گیرش بتن:

P.A.PLAST S4P.A.PLAST-204 P.A.PLAST-203 < P.A.PLAST-201

 زمان گیرش طولانی‌تر

 

 

 

فوق‌روان‌کننده‌ها از جنبه‌های زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

1- بنیان ماده

2- قدرت روانسازی یا کاهندگی آب

3- حفظ کارایی

4- زمان گیرش

 

درصد مصرف

نام محصول

بنیان

0.45-1.2%

 S.P.A.PLAST-401 فوق‌روان‌کننده بتن 

لیگنو سولفونات

0.45-1.2%

 S.P.A.PLAST-403 فوق‌روان‌کننده بتن

نفتالین

0.45-1.2%

 MERQUA فوق‌روان‌کننده بتن 

نفتالین- لیگنو سولفونات

0.45-1.0%

 S.P.A.PLAST-404 فوق‌روان‌کننده بتن 

لیگنوسولفونات- پلی‌کربوکسیلات

0.45-1.0%

 S.P.A.PLAST M4 فوق روان کننده 

پلی کربوکسیلات

0.45-1.0%

  REONET OSفوق روان کننده

پلی کربوکسیلات

 
 

 

 

مقایسه قدرت روانسازی:

 

S.P.A.PLAST-403 MERQUA < S.P.A.PLAST-401 < S.P.A.PLAST-404<REONET OS<M4

افزایش قدرت روانسازی یا کاهندگی

 

مقایسه قابلیت حفظ کارایی:

 

S.P.A.PLAST-403 MERQUA < S.P.A.PLAST-401 < S.P.A.PLAST-404<REONET OS<M4

حفظ کارایی بهتر در محدوده اسلامپ و روانی برابر

 

مقایسه زمان گیرش بتن:

 

S.P.A.PLAST-403 MERQUA < S.P.A.PLAST-401 < S.P.A.PLAST-404<REONET OS<M4

زمان گیرش طولانی‌تر

 

فوق کاهنده (ابر‌روان‌کننده‌ها) از جنبه‌های زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

1- بنیان ماده

2- قدرت روانسازی یا کاهندگی آب

3- حفظ کارایی

4- زمان گیرش

 

 

ویژگی اصلی

درصد مصرف

نام محصول

بنیان

حفظ روانی و کارایی

0.3-1.0%

 POWERPLAST-R ابر‌ روان‌کننده بتن

پلی‌کربوکسیلات

حفظ روانی و کارایی

0.3-0.9%

  ABAPLAT SRT 2912ابر روان کننده

پلی‌کربوکسیلات

حفظ روانی و کارایی بویژه با مصالح خشن

0.4-0.8%

POWERPLAST-SM ابر روان‌کننده بتن 

لیگنوسولفونات- پلی‌کربوکسیلات

مصارف عمومی‌(General Purpose)

0.1-1.2%

 REONET   ابر‌ روان‌کننده بتن

پلی‌کربوکسیلات

کاهش آب و حفظ کارایی زیاد

0.3-0.9%

POWERPLAST-RM ابر روان‌کننده بتن 

پلی‌کربوکسیلات

کاهش آب شدید

0.3-0.8%

 POWERPLAST-PM ابر روان‌کننده بتن

پلی‌کربوکسیلات

مقاومت زودرس چشمگیر

0.3-0.9%

POWERPLAST-ES ابر روان‌کننده بتن 

پلی‌کربوکسیلات

 

 

 

مقایسه قدرت روانسازی یا کاهش آب:

 

POWERPLAST-R < POWERPLAST-SM < REONET < POWERPLAST-RM<ABAPLAT SRT 2912< POWERPLAST-ES POWERPLAST-PM

افزایش قدرت روانسازی یا کاهندگی

 

مقایسه قابلیت حفظ کارایی(محدوده اسلامپ):

 

POWERPLAST-ES < POWERPLAST-PM REONET < POWERPLAST-RM <ABAPLAT SRT 2912< POWERPLAST-RPOWERPLAST-SM

افزایش توانایی حفظ کارایی

 

مقایسه زمان گیرش بتن:

 

POWERPLAST-ES < POWERPLAST-PM REONET < POWERPLAST-RM<ABAPLAT SRT 2912 < POWERPLAST-R POWERPLAST-SM

افزایش زمان گیرش

 

 

عوامل اصلی مؤثر بر انتخاب نوع و درصد مصرف روان­سازها:

-الزامات آیین‌نامه‌ای و انتظارات موجود از ویژگی‌های بتن بر اساس نیاز هر پروژه مقاومت‌های مکانیکی، پارامترهای دوام، روانی مورد نیاز، مدت زمان حفظ کارایی مورد نیاز (مجموع زمان حمل و جایدهی بتن)

-ویژگی‌های منطقه آب و هوایی پروژه (گرمسیری- سردسیری- رطوبت نسبی- وزش باد)

-ویژگی‌های سنگدانه‌های مصرفی

-دقت کارگاه (توزین و تخصص افراد)

-نحوه پرداخت هزینه به پیمانکار (نوع قرارداد)

-اقتصادی شدن طرح اختلاط بتن

 

برای آشنایی با سایر افزودنی های بتن میتوانید به مقاله ذیل رجوع نمایید:

میکروسیلیس و ژل میکروسیلیس چیست و نحوه اثرگذاری آن در بتن چگونه است؟

 

 

منابع:

Effect of reactant ration on gel point of

sulphonated melamine-formaldehyde superplasticizer

 

WE DEVELOP CHEMISTRY