بتن تازه مخلوطی از سیمان و سنگدانه می باشد که در آب معلق شده اند. از مهمترین خواص این مخلوط، خواص رئولوژی آن می باشد. بتن تازه باید قابلیت این را داشته باشد که بدون جداشدگی و به راحتی به محل قالبگیری حمل شده و قالب را پر کند. بتن سیالی می باشد که رفتار ویسکوپلاستیک از خود نشان می دهد بدین معنا که وقتی نیروئی به آن وارد می شود تا حدی در برابر جریان مقاومت می کند و در نیروی معینی جاری می شود که این نیرو را به تنش تسلیم می شناسند. روانی بتن تابعی از همین تنش تسلیم می باشد. در کنار تنش تسلیم ویسکوزیته بتن نیز اهمیت دارد. ویسکوزیته که مقاومت یک سیال در برابر جریان می باشد شاخصی از یکنواختی بتن می باشد. با کاهش ویسکوزیته بتن، خطر جدایش سنگدانه ها و آب انداختگی در بتن می رود و با افزایش ویسکوزیته بتن، چسبندگی بتن زیاد شده و پمپ پذیری سخت می شود و لذا ویسکوزیته بتن باید در حد معینی تنظیم شود که علاوه بر حفظ یکپارچگی بتن، پمپ پذیری آن نیز مطلوب باشد.
برای درک رئولوژی بتن باید آن را در سه سطح مجزا بررسی کرد:
- شن پراکنده شده در ملات که همان بتن (concrete) است. در این نگاه ملات پخش کننده و ذرات شن پخش شونده می باشند.
- ماسه پخش شده در خمیر سیمان که همان ملات (mortar) است. در این سطح ماسه پخش شونده و خمیر سیمان پخش کننده می باشد.
- سیمان پخش شده در آب که همان خمیر سیمان (paste) می باشد. در این سطح، سیمان پخش شونده و آب پخش کننده است.
در تمام این سطوح، حجم پخش کننده باید به میزانی باشد که علاوه بر پر کردن فضاهای خالی ذرات پخش شونده به میزانی بیشتر باشد که از اصطکاک بین ذرات پخش شونده ممانعت کند. هرچه فاصله ذرات پخش شونده از یکدیگر بیشتر شود، اصطکاک بین آنها کمتر شده و آن سیال روانی بیشتری از خود نشان می دهد. از طرفی با افزایش بیش از اندازه حجم پخش کننده، خطر جدایش سیستم افزایش می یابد.
مطالعات نشان می دهد که زمانی که ذرات پخش شونده در طیفی از اندازه ها هستند، در یک نسبت یکسان با پخش شونده، روانی بیشتری نشان می دهند و از طرفی هرچه ذرات پخش شونده گرد گوشه تر باشند، در نسبتهای یکسان، روانی بالاتر می رود.
بخش مهمی از افزودنی های شیمیائی بتن، تنظیم کننده های رئولوژی بتن می باشند که تحت عناوین روان کننده ها، فوق روان کننده ها، ابر روان کننده ها و قوام دهنده ها می باشند. این ترکیبات بر سطح سوم، یعنی خمیر سیمان اثر می گذارند و با بهبود این بخش بطور غیر مستقیم باعث بهبود رئولوژی بتن می شوند.
روان کننده ها با جذب سطحی بر روی ذرات سیمان، باعث کاهش چسبندگی بین ذرات سیمان شده و آنها را در بستر آب بهتر پخش می کنند و در اثر این رفتار، با مقادیر کمتر آب، خمیر سیمان روان می توان ساخت. هرچه خمیر سیمان مصرفی آب کمتری داشته باشد، بتن حاصل از آن متراکم تر شده و مقاومت بیشتری کسب خواهد کرد.
قوام دهنده ها ترکیباتی هستند که باعث افزایش ویسکوزیته آب می شوند. با افزایش ویسکوزیته آب، خمیر حاصل از آن چسبندگی بیشتری خواهد داشت و همین عامل کمک می کند که در سطح بالاتر، سنگدانه ها تعلیق بهتری در خمیر سیمان داشته باشند و خطر جدایش کمتر شود.
