روان کننده و کاهنده آب بتن

افزودنی‌های کاهنده آب که با نام افزودنی‌های روان کننده نیز شناخته می‌شوند یکی از پرکاربرد ترین افزودنی‌های مورد استفاده در بتن می‌باشند. افزودنی کاهنده آب، افزودنی‌ای است که برای کاهش آب اختلاط در اسلامپ ثابت، ساخت بتنی با مقاومت بیشتر، دستیابی به مقاومت ثابت در عیار سیمان کمتر و یا افزایش اسلامپ بتن بدون نیاز به اضافه کردن آب به مخلوط بتنی استفاده می‌گردد. این افزودنی موجب بهبود خواص سخت شده بتن و به خصوص افزایش مقاومت و دوام آن می‌شود. همچنین با توجه به امکان کاهش عیار سیمان در صورت به کار گیری این افزودنی‌ها، استفاده از این افزودنی‌ها در بتن ریزی حجیم و بتن ریزی در هوای گرم برای کاهش گرمای هیدراتاسیون بسیار مناسب می‌باشد. در صورت استفاده از این افزودنی‌ها در مخلوط بتنی بدون تغییر آب اختلاط، این افزودنی‌ها به عنوان روان کننده عمل کرده که این ویژگی در سازه‌های با تراکم آرماتور زیاد کمک کرده و عملیات تراکم را ساده‌تر می‌کند.

افزودنی‌های کاهنده آب در استاندارد ASTM C494 در سه دسته A و D و E  که به ترتیب به مربوط به افزودنی‌های کاهنده آب معمولی، افزودنی‌های آب کندگیر کننده و افزودنی‌های آب تندگیر کننده هستند، قرار می‌گیرند. این افزودنی‌ها علاوه بر دارا بودن خواص معمولی روان کننده‌ها بر اساس نوع‌شان می‌توانند روند هیدراتاسیون سیمان را دستخوش تغییراتی کرده و موجب تأخیر یا تسریع آن شده و یا بر آن تأثیری نداشته باشند.

افزودنی‌های کندگیر کننده برای جبران اثرات منفی ناشی از هوای گرم همچون تسریع زمان گیرش و کاهش مقاومت 28 روزه و نیز برای حفظ کارایی بتن در طول زمان قرار دهی و تراکم استفاده می‌شوند. از مزایای به کار گیری این افزودنی‌ها جلوگیری از تشکیل درز سرد با به تأخیر انداختن زمان گیرش، تسهیل عملیات پرداخت در بتن ریزی در هوای گرم و جلوگیری از ترک خوردن بتن می‌باشد. این افزودنی‌ها در استاندارد ASTM C494 با عنوان افزودنی‌های تیپ B طبقه بندی می‌شوند.

بر اساس الزامات ذکر شده در استاندارد ASTM C494، افزودنی‌های کاهنده آب باید قادر باشند تا مقدار آب اختلاط را حداقل به میزان 5 درصد کاهش دهند. با توجه به این که افزودنی‌های فوق روان کننده قادر هستند تا آب اختلاط را به میزانی بیش از 12 درصد کاهش دهند، مقدار کاهش آب برای افزودنی‌های کاهنده آب بین 5 تا 12 درصد در نظر گرفته می‌شود. به طور کلی استفاده از مقادیر زیاد افزودنی‌های کاهنده آب موجب کندگیر شدن مخلوط‌های بتنی می‌گردد. از این رو با استفاده از این افزودنی‌ها به طور معمول نمی‌توان به میزان کاهش آبی بیش از 10 درصد دست پیدا کرد. معمولاً برای بر طرف کردن خاصیت دیرگیری افزودنی‌های کاهنده آب، این افزودنی‌ها را با ترکیبات تندگیر کننده ترکیب می‌کنند. تأثیر این افزودنی‌ها بر زمان گیرش به مقدار ترکیباتی که در ساخت آن‌ها به کار رفته است بستگی دارد. معمولاً به افزودنی‌های کاهنده آبی که برای ایجاد خواص گیرش عادی تنظیم شده و دارای سورفاکتانت‌های غیر یونی برای بیشتر کردن خاصیت کاهندگی آب هستند، کاهنده‌های متوسط گفته می‌شود. این افزودنی‌ها قادر هستند تا میزان آب اختلاط را تا 12 درصد کاهش داده بدون اینکه تغییری در زمان گیرش مخلوط‌های بتنی ایجاد کنند. در این استاندارد برای افزودنی‌های کندگیر کننده الزاماتی در مورد میزان کاهش آب اختلاط نبوده اما این افزودنی‌ها باید قادر باشند تا زمان گیرش اولیه و نهایی مخلوط‌های بتنی را بر مبنای حدود ذکر شده در استاندارد تغییر دهند. افزودنی‌های کاهنده آب کندگیر کننده از نظر ویژگی‌های مربوط به کاهش مقدار آب اختلاط مشابه افزودنی‌های کاهنده آب و از نظر ویژگی‌های مربوط به گیرش اولیه و نهایی مشابه با افزودنی‌های کندگیر کننده می‌باشند. الزامات مقاومتی این افزودنی‌ها نیز مشابه با الزامات مربوط به افزودنی‌های کاهنده آب می‌باشد.

بیشتر افزودنی‌های کاهنده آب، همانند بیشتر افزودنی‌های کندگیر کننده ترکیبات آلی و انحلال پذیر در آب هستند و بسیاری از ترکیبات شیمیایی این افزودنی‌ها بر پایه ترکیبات مشابه همچون لیگنوسولفونات، هیدروکسی کربوکسیلیک اسیدها، کربوهیدرات‌ها و غیره می‌باشد. با توجه به مشابهت‌ موجود در ترکیبات شیمیایی این افزودنی‌ها، عملکرد آن‌ها نیز در برخی موارد مشابهت‌هایی داشته به طوری که استفاده از افزودنی‌های کاهنده آب در مقادیری بیش از 0.2 درصد وزنی سیمان، معمولاً گیرش بتن را با تأخیر همراه می‌کند.