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

. اخذ مقاومت در بتن در سنین مختلف از مهمترین اهداف تکنولژی بتن می باشد. مهمترین مؤلفه در کسب مقاومتهای بالا در بتن، رسیدن به تراکم های بالا در بتن می باشد. متراکم ترین بخش بتن، سنگدانه ها می باشند و بخش خمیر سیمان تراکم کمتر را دارد و لذا برای افزایش هر چه بیشتر مقاومت در بتن باید اولا بتوانیم در حداقل مقادیر ممکن خمیر سیمان به طرح اختلاط برسیم و ثانیاً تراکم خمیر سیمان را تا حد امکان بالا ببریم.

حداقل میزان خمیر سیمان بر اساس میزان حفرات بین مخلوط شن و ماسه مصرفی خشک تعریف می شود. خمیر سیمان باید علاوه بر پر کردن این حفرات آزاد، به میزان اضافی وجود داشته باشد تا به میزان لازم بین سنگدانه ها فاصله ایجاد کند. این فاصله باعث می شود اصطکاک بین سنگدانه ها کاهش یافته و بتن به روانی برسد. هرچه میزان خمیر سیمان افزایش یابد روانی بتن بالا می رود ولی از آن طرف به دلیل افزایش درصد خمیر سیمان که نسبت به سنگدانه مقاومت کمتری دارد، بتن نهائی با کاهش مقاومت همراه می شود. لذا با افزایش خمیر سیمان باید تا مقدار لازم تراکم خمیر افزایش یابد تا بر این کاهش مقاومت غلبه شود. این بحث بر روی تاثیر روان کننده ها بر افزایش تراکم خمیر سیمان و افزایش مقاومت بتن تاکید دارد.

تراکم خمیر سیمان:

خمیر سیمان از دو بخش آب و سیمان تشکیل شده است. بخش سیمانی می تواند سیمان پرتلند و یا مخلوطی از سیمان پرتلند و مواد کمک سیمانی نظیر پوزولانها و فیلرها باشد. سیمان دارای ذرات ریزی بوده که به اشکال و اندازه های مختلف حضور دارد. شیمی سطح ذرات سیمان از فازهای مختلف تشکیل شده است که وقتی در تماس با آب قرار می گیرند، هیدرولیز شده و هر فاز، رفتار متفاوتی در فرآیند هیدرولیز از خود نشان می دهند. واکنش های سیمان و آب از سطح ذرات سیمان شروع شده و تشکیل محصولات مختلفی می دهد که این محصولات به سمت آب جهتگیری کرده و با نفوذ آب به لایه های بعدی سطح سیمان این محصولات رشد کرده و به داخل آب ورود می کنند و نهایتا تمام فضای خالی بین ذرات سیمان پر شده و محصولات در هم تنیده شده و به استحکام بتن منجر می شود.

همان کاری که خمیر سیمان در بتن با سنگدانه ها می کند، آب نیز با ذرات سیمان دارد یعنی آب باید به میزانی باشد که حفرات بین سیمان را پر کرده و به میزانی اضافه باشد تا اصطکاک ذرات سیمان را از هم کاهش دهد. فرق ذرات سیمان با سنگدانه ها اینست که ذرات سیمان در تماس با آب فعال شده و دارای بار الکتریکی می شود و این بار الکتریکی بر روی سطوح ذرات بصورت ناهمگنی بوده و همین ناهمگنی باعث دوقطبی های الکتریکی کرده و باعث جذب ذرات سیمان به یکدیگر و تشکیل توده می کنند. این توده ها آب را در خود حبس کرده و اثربخشی روان کنندگی آب را می کاهد و لذا برای کسب کارپذیری و روانی بیشتر نیازمند آب بیشتری می باشیم که این آب مازاد به کاهش تراکم در خمیر سیمان و نهایتاً بتن هدف می شود.

روان کننده ها موادی هستند که باعث خنثی سازی دوقطبی های الکتریکی سطوح سیمان شده و تشکیل توده های سیمانی را مانع می شوند و نتیجتاً آب محبوس در توده های سیمان را آزاد کرده و به خدمت روانی خمیر سیمان در می آورند. خصوصیت مشترک این روان کننده ها اینست که دارای گروه های عاملی یونی بوده که می توانند بر سطح یونیزه شده سیمان جذب شوند. از آنجا که سطح ذرات سیمان پس از هیدرولیز توسط آب، دارای بار مثبت می باشد، گروه های عاملی که بر روی روان کننده ها قرار دارند باید بار منفی داشته باشند تا جذب سطحی صورت پذیرد. دیگر خصوصیت این روان کننده ها ساختار مولکولی آنها می باشند. معمولا روان کننده های بتن ساختاری بزرگ مولکول دارند که تعدادی گروه عاملی آنیونی نظیر سولفات، کربوکسیلات و یا فسفونات بر روی این مولکول قرار دارد. بزرگی ساختار روان کننده ها باعث می شود این ترکیبات بر سطح سیمان از نقاط مختلف آنیونی با قدرت جذب شده و به راحتی جدا نشوند.