افزودنی‌های کاهندۀ آب بتن

  باتوجه به کاربردهای متنوع بتن درصنعت ساختمان و نیاز به بتن با ویژگی‌های خاص، ازجمله مقاومت و دوام بالا و نفوذپذیری کم، استفاده از افزودنی‌هایی که این خواص را در بتن ارتقا بخشند، ضروری است. یکی از پرکاربردترین افزودنی‌های مورداستفاده در تولید بتن، افزودنی‌های کاهندۀ آب (water reducers) هستند که با نام روان‌کنندۀ بتن (plasticizers) و فوق روان‌کنندۀ بتن (super plasticizers) نیز شناخته می‌شوند. این افزودنی‌ها، با افزایش میزان روانی بتن تازه، نسبت آب به سیمان را که جزو مؤثرترین عوامل در خواص مکانیکی بتن می‌باشد، کاهش داده و موجب بهبود خواص نهایی بتن، خصوصا افزایش مقاومت و دوام آن می‌شوند.

 بخش اصلی افزودنی‌های کاهندۀ آب، عوامل  فعال سطحی(surfactants)  هستند. عوامل فعال سطحی موادی هستند که در سطح مشترک بین دو فاز آمیخته نشدنی متمرکز شده و نیروهای فیزیکی و شیمیایی موثر بر این سطح را تغییر می‌دهند. در مخلوطی که از مواد کاهندۀ آب استفاده نشود، ذرات سیمان به یکدیگر چسبیده و لخته می‌شوند. مکانیزم کلی عملکرد این افزودنی‌ها، کاهش نیرو‌های جاذبه بین ذرات و کمک به جدایی و بهبود پخش‌شوندگی دانه‌های سیمان از یکدیگر است. این مکانیزم، علاوه‌بر فراهم کردن حرکت آزادانۀ ذرات سیمان به دلیل فاصلۀ آنها از یکدیگر، آب محبوس در لخته‌های سیمانی را نیز آزاد کرده و صرف بهبود روانی مخلوط بتن میکند.

 

 

  در سال‌‌های اخیر، باتوجه به نیاز به ساخت سازه‌‌های بتنی با مقاومت بیشتر،  پیشرفت زیادی در کیفیت افزودنی‌‌های شیمیایی بتن و به‌ویژه کاهنده‌‌های آب صورت گرفته‌است. روان‌کننده‌‌ها و فوق روان‌‌کننده‌‌های بتن از نظر ترکیب شیمیایی به چهار گروه زیر طبقه‌‌بندی می‌‌شوند:

1. ترکیبات لیگنوسولفونات

2. ترکیبات نفتالین سولفونات

3. ترکیبات ملامین سولفونات

 4. ترکیبات پلی‌‌کربوکسیلات

  لیگنوسولفونات‌ (LS) اولین ماده‌ای بود که به عنوان افزودنی‌ کاهندۀ آب در بتن از دهۀ 1930 میلادی مورد استفاده قرار گرفت[u3] . سپس روانکننده‌‌های سولفونات نفتالین فرمالدئید (SNF) و سولفونات ملامین فرمالدئید (SMF)  در دهۀ 1960 در ژاپن و آلمان توسعه پیدا کردند.

  جدیدترین نسل روان کننده‌ها، ابر روانکننده‌‌های بر پایۀ پلی‌کربوکسیلات هستند که از دهۀ 1980 مورد استفاده قرار گرفته‌اند و با توجه به درصد بالای کاهش نسبت آب به سیمان، بسیار مورد توجه هستند.