کاربرد پلی کربوکسیلات اتر در افزودنی بتن

استفاده از افزودنی بتن برای افزایش خواص مکانیکی بتن بسیار مرسوم شده است. این افزودنی‌ها حتی کیفیت بتن تازه را نیز بهتر و روانی آن را تنظیم می‌کنند. این محصولات جزو پرمصرف‌ترین افزودنی‌های بتن موجود در بازار هستند. شرکت‌های تولیدی محصولات افزودنی بتن تحت استانداردهای روز دنیا تولید کرده و نتایج حاصل از افزودن این محصول را بر روی بتن بررسی می‌کنند.

در ادامه با یکی از ترکیبات قوی در صنعت بتن آشنا خواهیم شد. این محصول نسل سوم روان کننده بتن است. پس بسیاری از مشکلات و ضعف‌های سایر ترکیبات برطرف شده است. مثلا روان کننده قدیمی سبب کاهش اسلامپ بتن در پای کار می‌شد. به همین علت روان کننده در ابتدا در پای کار به مخلوط بتنی اضافه می‌شد. این کار برای حفظ روانی بتن در طول بتن ریزی و تسطیح بوده است.

از معایب این محصولات توجه نکردن کاربران به میزان و نحوه مصرف است. اگر محصول خوب مخلوط نشود یا زیاد به بتن اضافه شود امکان نابودی بتن را دارد. از لحاظ زیست محیطی نیز این محصول در دسته محصولات پاک است. در گزارشات ارزیابی زیست محیطی این محصول مشکل خاصی برای محیط زیست ندارد. از دیگر فواید زیست محیطی این محصول صرفه جویی در مصرف انرژی است. این محصول جزو دسته محصولات در جهت توسعه پایدار صنایع ساخت و ساز است.

پمپ پذیری بتن با استفاده از پلی کربوکسیلات اتر بهبود می یابد.

پلی کربوکسیلات اتر چیست؟

پلی کربوکسیلات اتر یک مایع برای افزودنی بتن است. رنگ این ماده قهوه‌ای روشن و برای روان کردن بتن استفاده می‌شود. این مواد عاری از کلر بوده و در سازه‌های بتن آرمه قابل استفاده هستند.

این محصولات قابلیت ترکیب با بسیاری از ترکیبات مفید شیمیایی برای بتن را دارند. در دیدگاه مولکولی این ذرات یک شاخه اصلی دارند. روی این شاخه زنجیره‌های فرعی سوار هستند. در فرآیند پلیمری شدن می‌توان اسید الکل و استرهای کوچک را به ترکیبات اصلی افزود. ابعاد مولکول این مواد در حد ۱۰ نانومتر است. به همین دلیل این محصولات جزو نانوموادها هستند.

ساختار مولکول پلی کربوکسیلات اتر

هر چه طول زنجیره اصلی بیشتر شود ویسکوزیته رزین کمتر شده و خاصیت روان سازی افزایش می‌یابد. محصولات دارای زنجیره اصلی طولانی‌تر برای بتن‌های با آب کمتر استفاده می‌شود. اگر زنجیره فرعی این ترکیبات زیاد شود ویسکوزیته بیشتر شده و برای بتن‌های دارای آب بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آب مورد استفاده در بتن برای روان سازی و هیدراسیون به کار می‌رود. مقدار آب مورد استفاده در واکنش هیدراسیون سیمان بسیار کم بوده و عمده آب پس از خشک شدن بتن تبخیر می‌شود. با تبخیر آب فضای خالی در بتن ایجاد شده و مقاومت بتن در نهایت کم می‌شود. ترکیبات روان کننده مثل پلی کربوکسیلات اتر موجب روانی بتن بدون افزودن آب خواهد شد. بتن روان به خوبی پمپ شده و قالب گیری بهتری نیز دارد.

اساس کار پلی کربوکسیلات اتر در بتن ایجاد ممانعت فضایی و الکترواستاتیکی است. این ترکیبات با سیمان واکنش داده و سطح آن را دارای بار منفی می‌کنند. وقتی همه ذرات سیمان دارای بار همنام باشند از هم دور می‌شوند. در این حالت فضای حرکت آب باز شده و سبب مصرف کمتر آب در بتن خواهد شد.

کاربرد پلی کربوکسیلات اتر

1. ساخت بتن خود متراکم یا خود تراز شونده
2. ساخت بتن اکسپوز با پرداخت بسیار مناسب
3. حمل بتن در فواصل طولانی
4. کم کردن حرارت بتن حجیم در اثر کاهش مصرف سیمان در حضور افزودنی پلی کربوکسیلاتی
5. جلوگیری از ترک خوردن عمقی و سطحی بتن
6. افزایش پمپ پذیری بتن
7. کاهش نسبت آب به سیمان
8. افزایش مقاومت بتن برای ساخت بتن پیش تنیده و پس تنیده
9. ساخت قطعات پیش ساخته بسیار قوی بتنی

از این افزودنی در موارد بسیاری استفاده می‌شود. کاربرد این محصولات به قدری وسیع شده که تقریبا تمام کارگاه‌های ساخت بتن و رانندگان کامیون حمل بتن مقداری از افزودنی روان کننده را با خود به همراه دارند. برخی از کارشناسان امکان حذف ویبراتور را در صورت استفاده از این افزودنی فراهم می‌کنند.

چون بتن ساخته شده با پلی کربوکسیلات اتر در برابر ضربه بسیار مقاوم است می‌توان برای ساخت پناهگاه و انبار مهمات از این محصول استفاده کرد. کاهش نفوذپذیری بتن یکی دیگر از نتایج مصرف افزودنی پلی کربوکسیلاتی در بتن است. به همین منظور از این محصول برای آب بندی بتن استفاده می‌شود. پس بتن حاوی این محصول بسیار در برابر عوامل محیطی مقاوم است.

در استانداردهای ملی و بین المللی مثل ASTM C494 نحوه تولید مواد پلی کربوکسیلات اتر و کاربرد آن‌ها شرح داده شده است. سازگاری این محصولات با سایر افزودنی‌ها سبب توسعه مصرف این محصولات نیز شده است.

انواع پلی کربوکسیلات اتر

برای استفاده از پلی کربوکسیلات اتر باید انواع آن را شناخت. استفاده غلط از محصولات سبب افت کیفیت بتن خواهد شد. در طرح اختلاط باید نوع و مقدار افزودنی لحاظ شود. در صورت مصرف خارج از محدوده تعیین شده امکان تولید هوای اضافی در بتن وجود خواهد داشت.

نحوه اثر گذاری پلی کربوکسیلات اتر روی ذرات سیمان

اکثر کارشناسان برای افزودنی‌های بتن روش ترکیبی را پیشنهاد می‌دهند. یعنی مقداری از افزودنی به مصالح خشک و بقیه آن قبل از ریختن به بتن تازه اضافه شود. ولی در مورد پلی کربوکسیلات اتر اختلاف نظر وجود داشته و بیشتر متخصصان اضافه کردن این افزودنی به بتن تازه را پیشنهاد می‌دهند.

اساس تفاوت انواع پلی کربوکسیلات اتر نحوه تولید آن است. سنتز و پلیمریزاسیون در دما و فشار مختلف محصولات متنوع روان کننده را تولید می‌کند. برخی از محصولات پرمصرف به شرح زیر است.

پلی کربوکسیلات پودری

این محصول به صورت پودری تولید شده و قابلیت استفاده در محصولات پودری مثل گروت بتنی را دارد. با پلی کربوکسیلات پودری می‌توان زمان گیرش اولیه و نهایی بتن را تنظیم کرد. این محصول برای ساخت سازه بتنی با معماری زیبا یا بتن اکسپوز بسیار مناسب است.

مصرف این محصول بین ۰.۰۲ تا ۰.۵ درصد وزنی بتن متغیر است. با همین مقدار مصرف راندمان کاهش آب حدود ۴۰% است. با استفاده از پلی کربوکسیلات پودری یکنواختی بتن حفظ شده و روانی پایدار سبب کار کردن راحت با بتن خواهد بود.

پلی کربوکسیلات اتر حفظ اسلامپ

با این محصول بتن به راحتی پمپاژ می‌شود. دانه بتن با این محصول جدا نمی‌شود. پس پلی کربوکسیلات حفظ اسلامپ از آب انداختگی بتن جلوگیری می‌کند. معمولا مقدار مصرف این محصول حدود ۰.۵% وزن سیمان بتن است.

این محصول برای ساخت بتن با حجم زیاد و کنترل حرارت‌زایی بسیار مناسب است. دوام بتن ساخته شده با پلی کربوکسیلات اتر حفظ اسلامپ بسیار زیاد است. برای ساخت قطعات بتنی پرمقاومت استفاده از این محصول توصیه شده است.

پلی کربوکسیلات اتر کاهنده آب

ساختن بتن آماده و پیش ساخته همیشه با مشکلاتی روبرو بوده است. این محصولات دوام و مقاومت نهایی بتن را بسیار زیادتر از حالت معمولی می‌کنند. پلی کربوکسیلات آنچنان خواص مکانیکی بتن را بهبود می‌بخشد که هیچ طرح اختلاط بدون افزودنی قادر به رقابت با این محصول نیست.

این افزودنی بیش از ۴۵% نیاز آبی بتن را کم می‌کند. مقدار مصرف این محصول بین ۰.۱ تا یک درصد وزن سیمان در بتن است. اسلامپ بتن نیز حدود یک ساعت حفظ می‌شود. پس قابلیت پمپاژ در زمان طولانی با پلی کربوکسیلات اتر کاهنده آب وجود دارد. این محصولات مایع و رنگ زرد کمرنگ شفاف دارند.

با توجه به مطالب گفته شده می‌توانید محصول مناسب پروژه خود را انتخاب کنید. ولی قبل از تصمیم گیری نهایی بهتر است با کارشناسان و متخصصان مشورت فرمایید.