بررسی  مشخصات عمومی و ساز و کار عمل فوق روان کننده ها

محمد واقفی[1] ، سینا سعادت[2] ،سید شاکر هاشمی[3]

  • 1- استاديار گروه مهندسي عمران، دانشکده فني و مهندسي، دانشگاه خليج فارس
  • 2- دانشجوي کارشناس ارشد  مهندسی زلزله، دانشگاه آزاد اسلامي واحد بوشهر 

3- استاديار گروه مهندسي عمران، دانشکده فني و مهندسي، دانشگاه خليج فارس

    

چكيده


فوق روان کننده ها یا فوق کاهنده های آب موادی هستند که امکان افزایش کارایی یک مخلوط بتنی را در نسبت آب به سیمان ثابت و یا امکان کاهش مقدار آب را برای رسیدن به یک مقدار روانی مشابه با مخلوط شاهد را با تأثیر بیشتر در مقایسه با روان کننده ها فراهم میکنند. مدت اثر این مواد موقتی است و طول مدت اثر آن بسته به نوع و ترکیب شیمیایی این مواد متغیر میباشد

فوق روان کننده ها (فوق کاهنده های آب) جهت حصول روانی بیشتر یک مخلوط بتنی بدون افزایش مقدار آب و با حفظ نسبت آب به سیمان در عملیات بتن ریزی و تسهیل مراحل اجرای بتن استفاده میشوند. در این صورت دستیابی به خواص مطلوب مقاومتی و دوام بتن با کاهش مقدار آب در یک مخلوط بتنی و با حفظ مقدار روانی امکانپذیر است. این مواد به دلیل خواص ممتاز در ایجاد روانی بیشتر و امکان کاهش بیشتر آب مخلوط از افزودنیهای روان کننده متمایز گردیده اند. در این مقاله ابتدا به بررسی ساختار مولکولی انواع پر مصرف فوق روان کننده ها پرداخته سپس به ساز و کار عمل و نیز مشخصات آنها پرداخته می شود .    

سوالات تحقيق:

ساز و کار افزایش کارایی بتن توسط فوق روان کننده ها چگونه است؟

روش تحقیق:

 جستجو در نشریات تخصصی و نیز مدارک فنی مدون

نتیجه گیری:

           به علت به دست آمدن خواص بسیار مطلوب در بتن تازه و سخت شده تولید و افزایش دانش اجرایی  کاربرد فوق روان کننده هادر بتن باید در جامعه عمرانی کشور رواج بیشتری بگیرد.    

كلمات كليدي: فوق روان کننده، ملامین سولفونات ، نفتالین سولفونات ،پلی کربوکسیلاتها

 

1.مقدمه

فوق روان کننده ها روان کننده هایی هستند که توانایی زیادی در  کاهش نسبت آب به  سیمان با روانی ثابت یا حتی روانی های بالاتر دارند. در سال 1932 یک شرکت آمریکایی اولین نوع فوق روان کننده ها را که بر پایه نفتالین‌ فرمالدئیدسولفونات  بود را اختراع و ثبت  وتولید نمود. در  اواسط دهه30  میلادی به بعد نیز نوع دیگری از فوق روان کننده ها  که بر پایه لیگنوسولفونات‌ها بود روانه بازار شد] 2[.تا کنون ترکیبات مختلف  شیمیایی  دیگری نیزساخته شده که باعث  حاصل شدن روانی ها ی بالاتر و کارایی های بهتر در در بتن می گردد که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم.

2.طبق بندی فوق روان کننده ها به لحاظ ترکیب شیمیایی  

فوق روان کننده های موجود در بازار  و مورد مصرف در مخلوط های بتنی رامی توان بر اساس ترکیبات شیمیایی موجود در آنها در گروههای اصلی زیر طبقه بندی کرد:

بتانفتالین سولفونات فرمالدئید تغلیظ شده -

ملامین سولفونات فرمالدئید تغلیظ شده -

لیگنوسولفوناتهای اصلاح شده(شکل 1)-

ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه لیگنو سولفونات

شکل 1-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه لیگنو سولفونات

استرهای اسیدهای سولفونیک-

نمک اسیدهای کربوکسیلیک یا هیدروکربوکسیلیک-

اسیدهای پلی کربوکسیلیک-

بسیاری از مواد با ترکیبات شیمیایی متفاوت نیز وجود داشته که قابلیت ایجاد روانی را در مخلوطهای بتنی دارند اما هنوز به نتوانسته اند سهمی از بازار فروش فوق روان کننده ها را به خود اختصاص دهند لذا در دسته بندی فوق جایی برای آنها در نظر گرفته نشده ]1[. اصولاٌ در ایران از فوق روان کننده های بر پایه نفتالین استفاده بیشتری می شود. می توان از فوق روان کننده های بر پایه ملامین نیز به عنوان رقیبی برای فوق روان کننده های بر پایه نفتالین نام برد. از فوق روان کننده های بر پایه پلی کربوکسیلیک نیز به علت کاهندگی  بسیارشدید آب و نیز روانی های بسیار بالا می توان برای تولید بتن های خود تراکم استفاده نمود]4[. به علت خواص بسیار مطلوب استفاده از این نوع فوق روان کننده در بازار ایران در حال افزایش است.

3.ساز و کار عملکرد انواع فوق روان کننده بر پایه ملامین و نفتالین

مکانیزم کار افزودنیهای فوق کاهنده آب با اساس ملامین (شکل 2) و نفتالین(شکل 3) بر پایه جذب سطحی قسمت آنیونی افزودنی و سطح تماس آن با آب خالص است و به سطح مشترک آنها بستگی دارد. سر غیرقطبی پلیمر قسمتی است که باعث جذب سطح سیمان میشود و آبدوست بودن این قسمت سبب میل مخلوط به سوی انحلال میشود. تأثیر اساسی را افزایش بار منفی روی دانه های سیمان میگذارد بدین ترتیب که ذرات سیمان یکدیگر را دفع میکنند (دافعه الکترواستاتیکی) و پراکندگی بوجود می آید. بنابراین نیاز به آب کمتر شده که برای تهیه بتن با کارایی مناسب یک عامل ایده آل محسوب میشود. بدون استفاده از افزودنیهای فوق کاهنده آب، این ذرات ریز گرایش به لخته شدن دارند که این پدیده به خاطر جاذبه نیروهای مخالف سطح ذرات مجاور است]1[و]5[ .

 

 ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه ملامین

شکل 2-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه ملامین

ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه ملامین

شکل 3-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه نفتالین

 4.ساز و کار عملکرد انواع فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلیک

افزودنیهای فوق کاهنده آب با اساس کربوکسیلیک (شکل4)بیش از افزودنیهای فوق کاهنده آب با اساس نفتالین یا ملامین، مکانیزم دوگانه الکترواستاتیک و دافعه را تقویت مینمایند و پراکندگی سیمان را کنترل میکنند و نقش بهتری را در روان کنندگی بتن بازی می کنند. . مکانیزم عملکرد مواد فوق روانکننده (فوق کاهنده آب) اساساً به قابلیت آنها در جذب سطحی ذرات سیمان و اصلاح خواص و رفتار رئولوژی ماتریس سیمان مربوط است]1[و]5[ مقدار و قدرت جذب سطحی این مواد بستگی به ترکیب شیمیایی و معدنی سیمان، ریزی آن و همچنین مقدار فاز C3A دارد.

ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه ملامین

شکل 4-ساختار مولکولی فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات

افزایش روانی و کارایی بتن که با استفاده از این مواد بدست می آید را میتوان به علل زیر مربوط دانست.

- به مقدار پتانسیل زتا (zeta) در لایه دوگانه الکتریکی که در سطح ذرات سیمان توسط گروههای قطبی زنجیرههای فوقروانکننده جذب شده شکل گرفته است.

- به وزن مولکولی ماده افزودنی فوق روانکننده (فوق کاهنده آب)

 کاهش روندافت کارایی در مخلوط بتنی به روند کند کردن هیدراسیون سیمان بوسیله این مواد مربوط میشود. با کند شدن هیدراسیون افت کارایی کمتری در بتن تازه رخ میدهد]1[ .

  1. حالتهای استفاده انواع فوق روان کننده ها

مواد فوق روان کننده (فوق کاهنده آب) میتوانند در دو حالت مورد استفاده قرار بگیرند. در یک حالت میتوانند روانی بیشتری را در یک نسبت آب به سیمان ثابت در مقایسه با بتن شاهد ایجاد کند (فوق روان کننده) و در حال دیگر باید قادر باشند تا یک روانی ثابت را در مقایسه با یک بتن شاهد با کاهش آب مخلوط فراهم کنند (فوق کاهنده آب) كه در هر یک از این حالات مورد استفاده قرار گیرند دارای اثراتی بر خواص بتن تازه و سخت شده هستندکه شامل افزایش وزن مخصوص بتن تازه،افزایش کارایی و چسبندگی و افزایش پمپاژ پذیری و...افزایش مقاومت و تراکم در حالت کاهش آب اختلاط می باشد]1[.

6.مشخصات کاربردی فوق روان کننده ها

 انواع فوق روان کننده ها دارای مشخصات خاصی از قبیل رنگ،بو،دزاج مصرف  به قرار زیر هستند که می توان آنها را بدین وسیله تشخیص داد.

1.6 رنگ فوق روان کننده ها

می توان به وسیله رنگ فوق روان کننده ها آن ها را از هم تشخیص داد.فوق روان کننده های بر پایه ملامین دارای رنگ زرد شفاف هستند. فوق روان کننده های بر پایه نفتالین به رنگ قهوهای سوخته و کدر می باشند و فوق روان کننده های بر پایه کربوکسیلیک دارای رنگ قهوه ای روشن و شفاف می باشند]3[.

2.6 بوی فوق روان کننده ها

معمولاٌ به علت استفاده از ترکیبات فرمالدهید در ساختار فوق روان کننده های بر پایه ملامین و نفتالین این دو محصول دارای بوی تند هستند.

3.6دزاج مصرف فوق روان کننده ها

 غا لباٌ دزاج مصرف فوق روان های بر پایه نفتالین و ملامین  توسط کارخانه سازنده حدود 1 تا 5/2درصد وزنی سیمان توصیه می شود]3[. میزان دزاج مصرف  شدیداً تابع نسبت آب به ماده خشک فوق روان کننده است .دزاج مصرف فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلیک بین 2/0 تا7/0 بنا به توصیه کارخانه سازنده متغیر]3[ و این نوع مواد روانی های بسیار بالاتری در بتن حاصل می کنند.استفاده از دزاج های بالای مصرف باعث جداشدگی ریز دانه، درشت دانه و دوغاب سیمان از یکدیگر می شود.

4.6اثرات فوق روان کننده ها بر بتن تازه و سخت شده

   در حالت کاهش نسبت  آب به سیمان با روانی ثابت معمولاً روند کسب مقاومت سریعتر بوده و مقاومت های بالاتری نسبت به نمونه شاهد حاصل می شود.اصولاً در این حالت بتن متراکم تر بوده و دارای وزن مخصوص بیشتری است. به دلیل تقویت ریز ساختار به خاطرکاهش نسبت آب به سیمان نفوذ پذیری کمتر است]5[.

  1.  جمع بندی و نتیجه گیری

با توجه به این که در کشور های پیشرفته هیچ بتنی بدون افزودن فوق روان کننده یا روان کننده ساخته نمی شود. به علت به دست آمدن خواص بسیار مطلوب در بتن تازه و سخت شده تولید و افزایش دانش اجرایی  کاربرد فوق روان کننده هادر بتن باید در جامعه عمرانی کشور رواج بیشتری بگیرد. 

  1. قدرداني

با تشکر فراوان از مدیریت  محترم شرکت فاتح نام آسیا جناب آقای مهندس یوسفی و نیز مدیریت محترم شرکت رزین سازان فارس جناب آقای مهندس شاه علی  به پاس رهنمود هایشان

  1. 12. مراجع
  2. مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن" افزودنی های بتن"جزوه تدوین شده
  3. تدین،محسن،" مطالب ارائه شده در کارگاه آموزشی افزودنی های بتن "، سازمان مسکن و شهرسازی فارس 1388
  4. شرکت رزین سازان فارس، "  برشور راهنمای مصرف و مشخصات فنی"، 1388
  5. شکرچی زاده،محمد،" بتن خود تراکم"مجموعه مقالات1386
  6. یوسفی،محمد،" بررسی مکانیزم عمل و ساختار مولکولی فوق روان کننده های بتن با ساختار شیمیایی مختلف"، نشریه داخلی انجمن بتن ایران تابستان1389

Evaluation of Super plasticizer's General Properties and Mechanism

M.Vaghefi¹, S.Saadat², Sh.hashemi³

  1. Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, I.R. Iran.

E-mail: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

  1. MSc, Department of Civil Engineering, Islamic Azad University of Bushehr, Bushehr, I.R. Iran.

 E-mail: sina_saadat@ yahoo.com

  1. Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Persian Gulf University, Bushehr, I.R. Iran.

E-mail: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید 

ABSTRACT               

The Super plasticizers the type of material wich can cause more workability with the fixed w/c or reduction of water with the fixed workability.The main duty of super plasticizers is making more workalbe concrete without adding more water in the fresh concrete,it will be  specially usefull to concrete pumping. In this paper in the beginning introduce some kind of more used super plasticizers in Iran and evaluate their chemical formola and mechanism.

         

RESEARCH INQUERIES

What's the super plasticizers mechanism?

RESEARCH METHOD

This study shaped by searching in the published technical ducuments.

CONCLUSION

According to  add superplasticizers in fresh concrete and get fit results in fresh and hardend concrete, to know the application knowlege of using super plasticizers is very nesassary for civil engineers.

KEY WORDS:

Super plasticizers,melamine formaldehyde sulfonute ,Naphtalene formaldehyde sulfonute,Polycarboxylate

 

1  پست الکترونیکی این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید شماره تماس 09173137609

2 پست الکترونیکی این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید  شماره تماس 09177114255

3 پست الکترونیکی این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید  شماره تماس 09127100544

 

معرفی بتن پلاست

تولید کننده انبوه اسپیسر و صلیب های کاشی ، نوارهای آب بندی واتراستاپ ، مواد شیمیایی بتن مانند روانسازهای بتن ، مواد آب بند کننده بتن ، انواع عایق های ساختمانی ، گروت ها و مواد ترمیمی بتن ، انواع چسب های ساختمانی

نماینده فروش تهران

 آدرس: جلال آل احمد  غرب به شرق ، خیابان آرش مهر  ( شهرآرا ) ، بلوار غربی ، پلاک 61 ، واحد 2

تلفکس :  

 021-88580774-5

کارشناس فروش : خانم کریمان

09120347806

کارشناس فروش : آقای مبینی

09124856268

 

کارخانه و دفتر مرکزی فروش

آدرس: تهران . ملارد . صفادشت . بعد از میدان نبی اکرم . قبل از آتش نشانی . پلاک ۱۱۲ . شرکت شیمیایی بتن پلاست


آدرس ایمیل: info@betonplast.com
تلفکس : 65423400-65423500-65423600  - 65423700 - 65423800 - 65423900 

مدیر فروش ‌؛ خانم دهقان
09127659115 - 09127659116

کارشناس فروش؛ خانم عمادی
09124201549 - 09120347805 - 09120347806