تعلم إضافات الخرسانة في 8 دقائق
ما هو خليط الخرسانة؟
مادة مضافة للخرسانة هي مادة تُضاف لتحسين أداء الخرسانة قبل أو أثناء الخلط. ولا تتجاوز كمية هذه المادة عادةً 5% من كمية الأسمنت.
نظراً لقدرتها على تحسين أداء الخرسانة بفعالية وفوائدها الاقتصادية، حظيت إضافات الخرسانة باهتمام متزايد في الهندسة. ويؤثر اختيارها وطريقة إضافتها وقدرتها على التكيف بشكل كبير على أداء الخرسانة.
فرضية استخدام خليط الخرسانة
يجب تحديد نسبة إضافات الخرسانة وفقًا لتغيرات بيئة الصب والظروف المناخية والظروف الخارجية. لذلك، يجب أن يتوافق اختيار الإضافات مع متطلبات الاستخدام في الموقع، لضمان جودة الخرسانة والتحكم في تكلفة المشروع بشكل معقول.
تصميم الخلط
بشكل عام، يجب تحديد قوة الخرسانة وفقًا للجزء المستخدم في المشروع. يجب مراعاة متطلبات درجة قوة الخرسانة الهندسية، والخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد المضافة، وأنواع المواد المضافة لتلبية متطلبات التصميم لمختلف المؤشرات.
الاختبار في الموقع
بعد اختبار نسبة الخرسانة في المختبر، نظرًا لأن الوضع الفعلي في الموقع غير متوافق مع قيم المعلمات التي حددها المختبر، فيجب تعديل نسبة الخليط بشكل مناسب لتلبية احتياجات الاستخدام الفعلي في الموقع.
كمية المواد المضافة المستخدمة
كمية المواد المضافة المستخدمة لها تأثير كبير على أداء الخرسانة. يجب حساب كمية الاستخدام بدقة، ونسبتها العلمية في المختبر، وضبطها في الموقع، للوصول في النهاية إلى كمية استخدام مناسبة.
أنواع إضافات الخرسانة ووظائفها
نظرًا لأن المواد المضافة يمكنها تحسين أداء الخرسانة بشكل فعال ولها فوائد اقتصادية جيدة، فهي تستخدم على نطاق واسع في العديد من البلدان وتصبح مادة لا غنى عنها في الخرسانة.
هناك 16 نوعًا من المواد المضافة الشائعة للخرسانة، والتي يتم تقسيمها تقريبًا إلى 5 فئات وفقًا لوظائفها.
مادة مضافة لتقليل الماء: في حالة أن يكون انحدار الخرسانة هو نفسه بشكل أساسي، فيمكن تقليل استهلاك المياه في عملية الخلط.
عامل القوة المبكرة: يعمل على تسريع تطوير القوة المبكرة للخرسانة وليس له تأثير كبير على القوة اللاحقة.
مُثَبِّط: إطالة وقت ضبط الخرسانة.
خليط إدخال الهواء: يتم إنشاء عدد كبير من فقاعات الهواء الصغيرة أثناء خلط الخرسانة.
مادة مضافة عالية الكفاءة لتقليل الماء: في حالة أن يكون انحدار الخرسانة هو نفسه بشكل أساسي، فيمكن تقليل استهلاك المياه في عملية الخلط.
خليط تقليل قوة الماء المبكر: لها وظائف عامل القوة المبكرة وعامل تقليل الماء.
عامل تثبيط وتخفيض الماء: لها وظائف كل من المثبط ومادة مخفضة للماء.
عامل إدخال الهواء وتخفيض الماء: إنها تتمتع بوظائف خليط سحب الهواء وخليط تقليل الماء.
عامل مضاد للاختزال: تقليل نفاذية الماء للخرسانة تحت الضغط الهيدروستاتيكي.
مادة مضافة مضادة للتآكل: منع أو تخفيف تآكل قضبان الفولاذ أو المعادن الأخرى المضمنة في الخرسانة.
عامل إدخال الهواء: أثناء إنتاج الخرسانة، يتم تكوين عدد كبير من المسام في الخرسانة بسبب التفاعل الكيميائي وإطلاق الغاز.
عامل التوسع: جعل الخرسانة تتمدد إلى حجم معين.
مادة مضادة للتجمد: جعل الخرسانة تتصلب عند درجة حرارة سالبة وتحقق قوة كافية لمقاومة الصقيع خلال فترة زمنية محددة.
الملون: انتاج الخرسانة ذات اللون الثابت.
مادة مضافة مسرعة: جعل الخرسانة تتصلب بسرعة.
عامل الضخ: تحسين قابلية ضخ الخلطات الخرسانية.
دور المواد المضافة في تحسين أداء الخرسانة
من الممكن تقليل كمية المياه المستخدمة في الخرسانة، أو زيادة تدفق الخرسانة دون إضافة الماء.
ضبط وقت الإعداد للخرسانة.
تقليل النزيف والانفصال، وتحسين قابلية العمل ومقاومة تسرب الماء.
تقليل خسائر الانهيار وزيادة قابلية ضخ الخرسانة.
تقليل الانكماش، وإضافة عامل التمدد يمكن أيضًا أن يعوض الانكماش.
تأخير الحرارة الأولية لترطيب الخرسانة، وخفض معدل تسخين الخرسانة الجماعية، وتقليل حدوث الشقوق.
تحسين القوة المبكرة للخرسانة ومنع التجمد تحت درجة الحرارة السلبية.
- تحسين القوة، وزيادة مقاومة الصقيع، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل.
- التحكم في التفاعل بين القلويات والركام لمنع تآكل الفولاذ وتقليل انتشار الكلوريد.
- يمكن تصنيع الخرسانة بخصائص خاصة أخرى.
- تقليل لزوجة الخرسانة.
احتياطات عند استخدام إضافات الخرسانة
تخضع كمية واستخدامات المواد المضافة لبيئة تطبيق وقيود صارمة. يجب مراعاة استخدامها في ضوء الظروف الفعلية لموقع البناء، وتكنولوجيا بناء الخرسانة، والعوامل المناخية والبيئية، ولا يجوز استخدامها عشوائيًا.
من المهم اختيار النوع المناسب من المواد المضافة الرسمية، وتجنب شراء المنتجات المقلدة والرديئة سيؤثر سلبًا على سير المشروع. بالنسبة للمواد المضافة المستخدمة، يجب التحقق بدقة من مطابقتها للمتطلبات الفعلية لموقع البناء، وقراءة تعليمات المنتج بعناية، وإجراء اختبارات نسبية متعددة في المختبر، بالإضافة إلى استيفاء متطلبات مواصفات فحص جودة المواد.
تختلف متطلبات قوة الخرسانة في مواقع البناء باختلاف أجزاء المشروع. كما يختلف تأثير التفاعل الكيميائي لنفس المادة المضافة في تطبيقات الأسمنت ذات الخصائص المختلفة.
لذلك، أصبح اختيار أنواع الأسمنت حلقةً مهمةً في مراقبة الجودة. ينبغي على المختبر أيضًا إجراء اختبارات مقارنة لتأثيرات التفاعلات الكيميائية لأنواع مختلفة من الأسمنت في نفس المادة المضافة. ولا ينبغي أن يعتمد تحديد كمية ونطاق استخدام المواد المضافة على الخبرة الإنشائية السابقة فحسب، بل يجب أن يستند أيضًا إلى نتائج الاختبارات لضمان استيفاء الاستخدام لمتطلبات الجودة.
قبل استخدام إضافات الخرسانة، من الضروري التحقق من جودة الهيكل الهندسي. علاوة على ذلك، يجب اختبار الخصائص الكيميائية للمزيج في مختبر متخصص، مثل الخصائص الفيزيائية والكيميائية لعامل التمدد، ومحتوى أكسيد المغنيسيوم، ومحتوى القلويات الكلية، ومحتوى الأمونيا في الخصائص الكيميائية، ودرجة نعومة الخواص الفيزيائية، إلخ. في حال استيفاء متطلبات الجودة، يُجرى اختبار المطابقة التجريبي التالي.
تأثير إضافات الخرسانة على الانهيار
في الظروف العادية، سيضيف المشغل كمية معينة من عامل تقليل الماء إلى الخرسانة لتحقيق غرض زيادة انكماش الخرسانة، مما يمكن أن يحسن بشكل فعال قابلية تشغيل الخرسانة.
تُظهر التجارب أن الخرسانة بدون مُضافات مُخفِّضة للماء تفقد انكماشًا أقل خلال ساعة واحدة مقارنةً بالخرسانة المُضاف إليها مُضاف. والسبب الرئيسي لهذه الظاهرة هو أن الخرسانة تحتاج إلى المرور بعمليات الخلط والنقل والصب بعد إضافة المُضاف.
لذلك، من الضروري استخدام طريقة إضافة الماء في موقع البناء لاستعادة انكماش الخرسانة المُضافة بمواد مُخفِّضة للماء. إلا أن هذه الطريقة تُقلِّل بشكل كبير من قوة الخرسانة وخصائصها الأخرى، مما قد يُؤدي إلى تشققها وتصلبها غير الطبيعي وظواهر أخرى.
من أجل حل مشكلة فقدان الانهيار للخرسانة الممزوجة بعامل تقليل الماء بشكل فعال، يوصى باستخدام طرق مثل إضافة عامل تقليل الماء على دفعات.
من بين الطرق المذكورة أعلاه، فإن طريقة خلط الدفعات لا يمكنها تجنب مشكلة فقدان انحدار الخرسانة بشكل فعال فحسب، بل يمكنها أيضًا التحكم في تكلفة الإنتاج إلى حد معين وتعظيم فوائد بناء الخرسانة.
مشاكل التطبيق الحالية لإضافات الخرسانة
توافق إضافات الخرسانة مع الخرسانة
يؤثر اختيار إضافات الخرسانة بشكل كبير على أداء الخرسانة، لذا فإن اختيار إضافات الخرسانة يحدد ما إذا كانت الإضافات متوافقة مع الخرسانة، ومن ثم يحدد ما إذا كان يمكن تنفيذ المشروع بجودة عالية.
لذلك، يُعد اختيار الخرسانة أمرًا بالغ الأهمية. أولًا، تحديد خصائص الخرسانة المطلوبة لظروف البناء، ثم اختيار نوع المادة المضافة المطلوبة وإجراء تجارب التوافق.
لكل مادة مضافة خصائص وظيفية خاصة، ولا يمكن استخدامها بديلاً عن الأخرى، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى آثار سلبية. في الوقت نفسه، يجب أن تستوفي المواد المستخدمة في الخرسانة، مثل الأسمنت والرمل والحصى والمواد المضافة، وغيرها، المعايير الصناعية ذات الصلة.
العلاقة بين كمية المادة المضافة للخرسانة وقوة الخرسانة
ترتبط قوة الخرسانة ارتباطًا وثيقًا بكمية المواد المضافة. يؤدي نقص المواد المضافة إلى ضعف امتصاص الماء وضعف قابلية تشغيل الخرسانة. كما يؤدي إلى انخفاض الانكماش والتمدد الأولي للخرسانة، مما يُضعف قوتها، ويسبب صعوبات في البناء.
ومع ذلك، إذا كانت كمية المادة المضافة زائدة عن الحد، فقد يكون معدل فقدان الماء والانهيار والسيولة في الخرسانة كبيرًا جدًا، وقد يحدث الانفصال والنزيف والتصلب عند ترك الخرسانة واقفة، مما يؤثر على قوتها.
في الوقت نفسه، قد تؤثر إضافة مواد إضافية زائدة على عملية ترطيب الخرسانة. فإذا زادت كمية المواد المثبطة للتصلب، سيزداد زمن تصلب الخرسانة، وسيتأثر تقدم المشروع.
التنافر بين المواد المضافة للخرسانة
أثناء إنتاج الخرسانة، يمكن إضافة أنواع مختلفة من إضافات الخرسانة لتحسين أدائها. عادةً ما تتميز الإضافات بخصائص وظيفية محددة، ولكن عند استخدام مادتين أو أكثر، يجب مراعاة التوافق بين وظائفها. فإذا لم تتوافق وظائف المادتين، فقد يكون لهما تأثير معاكس.
