تأثیر روان کننده بر بتن در حالت تازه و خمیری

کاهش آب با روان کننده بتن

استفاده از افزودنی های کاهنده آب موجب کاهش مقدار آب اختلاط در اسلامپ ثابت می شود. کاهش مقدار آب اختلاط موجب افزایش مقاومت یا کاهش جمع شدگی و عیار سیمان می شود. این مقدار کاهش آب اختلاط به عوامل مختلفی مانند نوع افزودنی مورد استفاده، نحوه اضافه کردن افزودنی، میزان اسلامپ و نسبت آب به سیمان، نوع سیمان، عیار سیمان، نوع سنگدانه ها، نوع و میزان استفاده از افزونه ها مانند روباره و خاکستر بادی و نیز مقدار هوا بستگی دارد.

افزایش کارایی

در مقدار آب ثابت، اضافه کردن روان کننده بتن موجب افزایش کارایی بتن می شود. تأثیر روان کننده بتن در اسلامپ های بیشتر، بیش از تأثیر این افزودنی ها بر بتن های با اسلامپ کمتر (مقدار آب کمتر) بوده است. با این وجود آزمایش اسلامپ به تنهایی معیار مناسبی برای سنجش کارایی مخلوط بتن نیست. استفاده از رئو متر در تعیین کارایی، قابلیت جریان و ویسکوزیته مخلوط های بتنی سودمند است.

گیرش

یکی از تأثیرات اصلی افزودنی های کاهنده آب و مشتقات آن تأثیر بر زمان گیرش بتن است. انواع مختلف افزودنی های کاهنده آب بسته به نوع افزودنی تأثیر متفاوتی بر گیرش بتن دارند.

افت اسلامپ

بیشتر روان کننده بتن، کندگیر کننده نیز هستند و زمان موجود برای عملیات تراکم را افزایش می دهند. به همین علت، می توان خاصیت کاهش افت اسلامپ را برای این افزودنی ها قائل شد. بررسی ها نشان می دهد که افزودنی های کاهنده آب و کندگیر کننده ها به طور کلی مشکلی بر روند افت اسلامپ بتن ایجاد نمی کند.

با این وجود استفاده از افزودنی میزان افت اسلامپ را افزایش می دهد. در هنگام بررسی این نتایج باید بین استفاده از افزودنی در نسبت آب به سیمان ثابت و استفاده از افزودنی در اسلامپ ثابت تفاوت قائل شد. با وجود اینکه میزان افت اسلامپ در بتن های حاوی افزودنی بیش از بتن های بدون افزودنی بوده اما اسلامپ این بتن ها حتی بعد از 2 ساعت بیشتر از بتن های بدون افزودنی بوده است.

مستقل از مکانیزم شیمیایی که باعث افزایش میزان افت اسلامپ در حضور افزودنی می شود، تاخیر چند دقیقه ای در زمان اضافه کردن افزودنی پس از اختلاط یا اضافه کردن مقدار بیشتری از افزودنی پس از کاهش کارایی، می تواند در موارد اجرایی مشکل افت اسلامپ بتن را، حداقل تا زمانی که اقدامات دیگری انجام شود، کاهش داده یا به طور کامل برطرف کند. روش های دیگر شامل تغییر تیپ سیمان یا کارخانه تولید کننده آن، تغییر نوع و یا مقدار افزودنی مورد استفاده و کاهش دمای بتن است.

مقاومت فشاری روان کننده بتن

کاهش آب اختلاط در اثر استفاده از روان کننده بتن موجب افزایش قابل توجه مقاومت 28 روزه می شود. به طور کلی افزایش مقاومت حاصل در اثر استفاده از افزودنی کاهنده آب بیش از افزایشی است که از کاهش نسبت آب به سیمان انتظار می رود. به عبارت دیگر حتی با ثابت نگه داشتن نسبت آب به سیمان، استفاده از مواد روان کننده بتن باعث بهبود مقاومت فشاری بتن می شود. این مساله بیشتر به علت تغییراتی است که افزودنی های کاهنده آب در ریز ساختار خمیر سیمان ایجاد می کنند و باعث می شوند از سیمان به صورت بهیته تری استفاده شود.

تخلخل

تأثیر افزودنی های کاهنده آب بر تخلخل خمیر سیمان یا ملات به درجه هیدراتاسیون و نسبت آب به سیمان بستگی دارد. در سنین بیشتر، در صورتی که استفاده از افزودنی تأثیر چندانی بر درجه هیدراتاسیون نگذاشته باشد، با کاهش نسبت آب به سیمان تخلخل خمیر سیمان کاهش می یابد. بنابراین فاز ملات بتن شاهد و بتن حاوی افزودنی که در آن هم عیار سیمان و هم مقدار آب اختلاط کاهش یافته و نسبت آب به سیمان ثابت مانده، دارای تخلخل و توزیع اندازه حفرات مشابهی است. در نسبت آب به سیمان ثابت، استفاده از افزودنی به میزان کمتری بر تخلخل و توزیع اندازه خلل و فرج تأثیر می گذارد.

مقاومت در برابر ذوب و یخ

به طور کلی مقاومت در برابر ذوب و یخ تابعی از مقدار هوای عمدی، نحوه توزیع حباب های هوا در خمیر سیمان و درجه اشباع خمیر سیمان و سنگدانه ها است. کاهش نسبت آب به سیمان یا افزایش کارایی بتن در اثر استفاده از روان کننده بتن، می تواند بر ماتریس خمیر سیمان و یا بر توزیع حباب های هوا تأثیر بگذارد. استفاده از روان کننده بتن بدون استفاده از عوامل حباب ساز برای تامین مقاومت در برابر یخ زدن بتن کافی نیست.

مقاومت در برابر کلر و خوردگی آرماتور

حضور یون های کلر می تواند موجب خوردگی آرماتور ها در بتن های مسلح و به ویژه در بتن های پیش تنیده شود. ورود یون های کلراید به داخل بتن می تواند از طریق اجزای سازنده بتن شامل افزودنی های مورد استفاده و همچنین از طریق قرار گرفتن در معرض این یون ها باشد. در مورد اول مقدار کل کلر موجود در بتن باید کمتر از مقادیر مشخص شده در ACI 318 باشد.

در چنین شرایطی بر اساس مقدار کلر موجود در ترکیبات سازنده بتن، کلر موجود در افزودنی های کاهنده آب و تندگیر کننده باید بسیار کم و یا تقریباً در حد صفر باشد.استفاده از روان کننده بتن نفوذپذیری بتن را کاهش می دهند و مقاومت بتن را در برابر حملات کلریدی افزایش می بخشند. بنابر این به دلیل کاهش نفوذپذیری در اثر استفاده از روان کننده بتن، به خصوص در شرایطی که مصالح در دسترس دارای مقادیری از کلر هستند، می توان مقدار کلر اولیه را کمی بیشتر در نظر گرفت.

تأثیر بر دوام بتن

دوام بتن نیز مانند سایر پارامتر ها به واسطه استفاده از مواد افزودنی تحت تأثیر قرار می گیرد. مقاومت در برابر پدیده ذوب و یخ، معمولاً به عنوان معیاری برای سنجش دوام بتن محسوب می شود. با این وجود، دوام بتن در واقع مقاومت بتن در برابر عوامل مهاجم شامل حملات سولفاته و کلراید نیز است.

جمع شدگی خمیری

کندگیر کننده ها و افزودنی های کاهنده آب کندگیر می توانند با تاخیر در زمان گیرش موجب تشدید جمع شدگی خمیری شوند، مگر در صورتی که از کاهش رطوبت بتن جلوگیری شود. در مواقعی که جمع شدگی پلاستیک علت ترک خوردن بتن است، استفاده از این افزودنی ها مشکل ترک خوردگی را افزایش می دهد. تنها در صورتی که سرعت زیاد هیدراتاسیون سیمان علت تشکیل ترک باشد کندگیر کننده ها و افزودنی های کاهنده آب کندگیر قادر خواهند بود تا مشکل تر خوردگی را رفع نمایند.