فوق روان کننده کربوکسیلاتی بتن؛ عوامل تاثیر گذار بر عملکرد آنها

عوامل تاثیر گذار بر عملکرد فوق روان کننده  کربوکسیلاتی بتن عبارتند از:
– میزان بار زنجیر اصلی
– طول زنجیر اصلی
– تعداد زنجیرهای جانبی
– طول زنجیرهای جانبی
– نوع زنجیرهای جانبی
– گروه های سولفوناتی
– ناخالصی های موجود(اولیگومر، مونمر واکنش نکرده، محصول جانبی و… .

پرو فسور کازو و همکاران بر روی فوق روان کننده بتن بر پایه کربوکسیلات مطالعه کردند. آن ها یافتند که با افزایش طول زنجیر جانبی پلیمریزاسیون مونمر دارای پلی اتیلن اکسید سخت تر می شود. بنابراین طول زنجیر جانبی نباید بیشتر از 40 واحد منومری باشد، تا پلیمریزاسیون با مشکل روبه رو نشود. علاوه بر این Mw و میزان پلیمر نیز باید تنظیم شود. آن ها یافتند که وزن مولکولی در حدود 2000 بسیار مناسب است.
طول زنجیرهای جانبی یک پارامتر بسیار مهم محسوب می شود. هرچه طول زنجیر جانبی بیشتر باشد، ویسکوزیته مخلوط بتن کمتر می شود (سیالیت بیشتر می شود) و تنش برشی کمتر می شود. همچنین طول پلی اتیلن اکسید بر درصد آب به سیمان نیز تاثیر زیادی می گذارد. هرچه زنجیر جانبی بلندتر شود نسبت آب به سیمان کمتر می شود. اما در مقادیر کم نسبت آب به سیمان بتن تاثیر طول PEO بسیار بیشتر است.
طول زنجیر اصلی نیز تاثیر گذار است. هر چه این طول بیشتر باشد، سیالیت بتن تازه کمتر می شود که این مطلوب نیست. تعداد گروه های سولفونیک نیز بر روی جذب پلیمر بر ذرات سیمان تاثیر گذار است. در نتیجه با افزایش تعداد گروه های سولفونیک موجود در زنجیر اصلی جذب افزایش یافته و پخش بیشتر می شود.
مشاهده شده است که با افزایش طول زنجیر جانبی و کاهش طول زنجیر اصلی، جذب پلیمر بر روی سیمان کاهش می یابد، که این با نتایج گرفته شده از ارتباط این دو با سیالیت متناقض است.
می توان این نتیجه را گرفت که صرفا جذب بر روی دانه های سیمان پخش بهتر آن ها را سبب نمی شود. پس نوع پلیمر و طول زنجیر جانبی بر سیالیت و کاهش اسلامپ مخلوط بتن تازه تاثیرش از طول زنجیر اصلی بیشتر است.
افزایش گروه های کربوکسیلیک و سولفونیک، زمان تثبیت بتن را افزایش می دهند. زیرا جذب پلیمر بر روی دانه های سیمان بیشتر شده و به دنبال آن هیدراسیون به تاخیر می افتد. این به معنی کاهش افت اسلامپ بتن نیز می باشد.
طول زنجیرهای پلی اتیلن اکسید نیز بر روی زمان تثبیت تاثیر گذاشته و افزایش آنها، زمان تثبیت را کمتر می کند. در فوق روان کننده های کربوکسیلاتی بتن جدید (ابر روان کننده بتن کربوکسیلاتی) بزرگترین مشکل، افت اسلامپ سریع می باشد.
دکتر فرانک و همکاران بر روی تاثیر پارامترهای مختلف ساختاری فوق روان کننده کربوکسیلاتی بتن بر روی افت اسلامپ مطالعه کردند. آن ها بزرگترین مشکل استفاده از فوق روان کننده های کربوکسیلاتی بتن (ابر روان کننده بتن کربوکسیلاتی) را کاهش سریع افت اسلامپ بتن و تا خیر در تثبیت یا تثبیت ناگهانی دانستند. به نظر آن ها این مشکلات به دلیل ناسازگاری فوق روان کننده بتن و سطح سیمان بود. با کاهش تعداد زنجیرهای جانبی و همچنین کاهش طول آن ها بار منفی زنجیر اصلی افزایش می یابد و جذب بر روی دانه های سیمان بتن بیشتر می شود. نتایج آزمایشات نیز نشان داده است که با کاهش چگالی زنجیر های جانبی کارایی بهبود ، ویسکزیته مخلوط بتن کاهش و استحکام بهبود یافته است.