ما هي المواد المضافة للخرسانة؟ أنواع واستخدامات المضافات الخرسانية
الغرض من الإضافات الملموسة هو تحسين سلوك الخرسانة في ظل ظروف مختلفة. تقلل المواد المضافة من تكاليف البناء ، وتغير خصائص الخرسانة المتصلدة وتحافظ على جودة الخرسانة في جميع مراحل الخلط والنقل والصب والمعالجة. تُباع هذه المواد في شكل جاهز للاستخدام وتوضع على الخرسانة إما في المصنع أو في الموقع. ابق معنا لاكتشاف المزيد عن إضافات الخرسانة.
ما هي المواد المضافة للخرسانة؟
مضافات الخرسانة هي مواد تستخدم لتعديل خصائص الخرسانة. بالإضافة إلى الأسمنت والماء والركام ، تضاف المكونات الأخرى إلى الخرسانة قبل الخلط أو بعده. يمكن استخدام الإضافات لخفض تكاليف البناء ولضمان صفات معينة للخرسانة المصبوبة حديثًا.
يمكن استخدام المواد المضافة كإجراء طارئ لحل تحديات التنفيذ إذا واجه مديرو المشروع صعوبات أثناء مرحلة البناء. تختلف نسبة المضافات المستخدمة في الخرسانة حسب تركيز المادة المضافة والأسمنت. بشكل عام ، تشتمل المواد المضافة على جزء صغير نسبيًا من خليط الخرسانة. عادة ، يتم استخدام أقل من خمسة بالمائة.
أهمية استخدام المضافات الخرسانية
بخلاف الأسمنت والركام (الرمل) والماء ، تعتبر أي مادة مضافة إلى الخرسانة خليطًا. على الرغم من أن هذه المواد ليست مطلوبة دائمًا ، إلا أن إضافات الخرسانة تعمل كقوى مساعدة في ظل ظروف معينة.
تستخدم مواد مضافة مختلفة لتعديل خصائص الخرسانة. تشمل التطبيقات الشائعة تعزيز قابلية التشغيل ، وإطالة أو تقصير فترة المعالجة ، وتقوية الخرسانة. يمكن أيضًا استخدام المواد الإضافية لأغراض جمالية ، مثل تغيير لون الأسمنت.
من الممكن زيادة فعالية ومقاومة الخرسانة في الظروف الطبيعية من خلال الاستفادة من العلوم الهندسية وتعديل مكونات الخرسانة وفحص نوع الركام ونسبة الماء إلى الأسمنت. إذا كان ذلك مستحيلًا أو في ظروف خاصة ، مثل الصقيع أو ارتفاع درجة الحرارة أو زيادة التآكل أو التعرض لفترات طويلة لأملاح التذويب أو المواد الكيميائية الأخرى ، يتم إضافة المواد المضافة إلى الخرسانة.
فوائد المضافات الخرسانية
تشمل فوائد استخدام المضافات الخرسانية ما يلي:
- تقلل المواد المضافة من كمية الأسمنت المطلوبة ، مما يجعل الخرسانة أكثر فعالية من حيث التكلفة.
- المضافات تجعل الخرسانة أكثر قابلية للتطبيق.
- تعمل بعض المضافات على تحسين القوة الأولية للخرسانة.
- مقارنة بالخرسانة العادية ، فإن بعض المواد المضافة تقلل من القوة الأولية ولكنها تزيد من القوة النهائية.
- تعمل المواد الإضافية على خفض الحرارة الأولية للترطيب وتمنع التصدع الحراري في الخرسانة.
- تعمل هذه المواد على تحسين مقاومة الخرسانة لتأثير التجميد.
- من خلال الاستفادة من النفايات ، تحافظ الخلطات الخرسانية على أقصى قدر من الاستقرار.
- يمكن تقليل وقت تثبيت الخرسانة باستخدام هذه المواد.
- بعض الإنزيمات الموجودة في المواد المضافة لها خصائص مضادة للجراثيم.
تطبيق الخلطات الخرسانية
علاوة على ذلك ، فإن بعض الوظائف الأساسية لاستخدام مضافات الخرسانة هي:
- يمكن أن تقلل من الماء المطلوب لتحقيق الركود المطلوب بنسبة 5-10٪.
- إنه يؤخر معدل التثبيت للخرسانة مع إبقائها قابلة للاستخدام.
- إنه يؤخر تأثيرات الطقس الدافئ.
- إنه يسرع من تطوير المقاومة المبكرة.
- يقلل من القوة المبكرة العالية للأسمنت.
- يقلل من وقت المعالجة المطلوب.
- يمكن أن تقلل من استهلاك المياه بنسبة 12-30٪ أثناء إنتاج شكل خرساني أملس وقابل للتطبيق.
- يتم استخدامه لإبطاء تآكل حديد التسليح في الخرسانة.
- يساعد على تحسين معالجة الخرسانة.
- يساعد على تقليل انكماش الخرسانة.
- يقلل من تفاعل قلوي السيليكا.
- يتم استخدامه لتحسين قدرة الضخ.
- يحسن الترابط بين الخرسانة وحديد التسليح.
- يقوي الترابط بين الخرسانة القائمة والجديدة.
- يزيد من مقاومة الصدمات والاحتكاك.
- يخلق الملاط الملون أو الخرسانة.
عادة ، يتم عمل المضافات عن طريق خلط المسحوق مع السائل. يتم إضافة بعض المضافات ، مثل الأصباغ ومساعدات الضخ وعوامل التمدد ، يدويًا إلى خليط الخرسانة نظرًا لأنها مطلوبة بكميات صغيرة.
أنواع الخلطات الخرسانية
تضاف المضافات مع خليط الماء والأسمنت للمساعدة في تثبيت وتصلب الخرسانة. هذه المضافات متوفرة في شكل سائل ومسحوق. المركبات الكيميائية والمعدنية هي فئتان من المواد المضافة. تحدد طبيعة المشروع استخدام المواد المضافة.
مضافات كيميائية
- تستخدم المواد الكيميائية لتحقيق ما يلي:
- يقلل من تكلفة المشروع.
- يتغلب على ظروف الخرسانة الطارئة.
- يضمن الجودة طوال العملية بأكملها ، من الخلط إلى التنفيذ.
- إصلاحات الخرسانة المصلدة.
المضافات المعدنية
المعادن تؤدي الوظائف التالية:
- يزيد من قوة الخرسانة.
- من الناحية المالية ، من الممكن تقليل كمية المواد لمزيج الخرسانة.
- يقلل من مستوى النفاذية.
- يعدل خصائص الخرسانة المتصلدة من خلال العمل الهيدروليكي.
يعتمد تصنيف المضافات الخرسانية على وظيفتها:
- تقليل استهلاك المياه: تقلل هذه المواد من كمية المياه المطلوبة لإضافتها إلى الخرسانة لمشروع معين. يتم استخدام هذه المواد المضافة في مشاريع البناء واسعة النطاق.المسرع: تعمل هذه المركبات على تسريع عملية ترطيب الأسمنت ، وهو أمر مهم بشكل خاص خلال الأشهر الباردة عندما يتم صب الخرسانة. يضاف كلوريد الكالسيوم إلى الخرسانة غير المسلحة كمسرع.
التهوية: من خلال إدخال فقاعات هواء مجهرية تساعد هذه الخلطات على استقرار الخرسانة. تمنع هذه المواد الخرسانة من التشقق في الطقس البارد.
تقليل الانكماش: يتم استخدام المواد المضافة الخرسانية في الألواح وأسطح الجسور والهياكل المعرضة للتشقق والانكماش.
تثبيط التآكل: تستخدم هذه المضافات في حالات ملح الكلوريد كمادة ملوثة. يمكن أن تتآكل وصدأ حديد التسليح بواسطة أيونات الكلوريد. الجسور ومرائب السيارات والمباني البحرية هي المناطق التي تتطلب هذه المادة الكيميائية أكثر من غيرها.
تصنيف الأنواع الرئيسية لمضافات الخرسانة
الأنواع الرئيسية لمضافات الخرسانة هي كما يلي:
الخلطات الخرسانية الرغوية
تستخدم الخلائط الخرسانية الرغوية لحجز فقاعات الهواء المجهرية في الخرسانة. تعزز هذه المواد متانة الخرسانة من خلال زيادة مقاومتها لأضرار ذوبان التجميد. عند العمل بالخرسانة ، تعمل العوامل الرغوية على تحسين الأداء وزيادة مقاومة تسرب المياه.
كما تستهلك كمية أقل من المياه لكل ياردة مكعبة مقارنة بالخرسانة التي لا تحتوي على مواد رغوية ، مما يحسن نسبة الماء إلى الأسمنت. يتم استخدام بوليمرات أكسيد البولي إيثيلين وبعض الدهون والزيوت والمواد الكيميائية المسلفنة والمنظفات كعوامل رغوة.
مضافات تقليل المياه
قلل المضافات التي تقلل الماء من كمية المياه المستخدمة لإنشاء الخرسانة بقوام معين. من الممكن أيضًا تحسين الركود الخرساني دون إضافة الماء ، مما يقلل نسبة الماء إلى الأسمنت.
من خلال تقليل كمية الماء في الأسمنت ، يمكن أن تزيد المواد المضافة التي تقلل الماء من قوة الخرسانة مع الحفاظ على أدائها. يشيع استخدامها كمضافات مخفضة للماء هي أحماض اللجنين السلفونيك والأملاح المعدنية.
الملدنات
الملدنات الفائقة عبارة عن مركبات عضوية تحول الخرسانة إلى خليط أكثر مرونة. وهي تعمل عن طريق طلاء جزيئات الأسمنت وفصلها عن الكتل التي تنتج عادة عن خلط الأسمنت والماء.
التشحيم المضافة كل جسيم أسمنتي شحنة سالبة ، مما يجعلها تتنافر مع بعضها البعض ويكون لها توزيع أكثر دقة. تستخدم المضافات إما لتسهيل صب الخرسانة أو لتقليل كمية الماء في خليط الخرسانة لزيادة قوتها.
مسرع ضبط الخرسانة
يؤدي تركيب المسرعات إلى تسريع عملية تثبيت الخرسانة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تسهل تطوير قوة الخرسانة. يمكن أن يؤدي استخدام الأسمنت البورتلاندي من النوع 3 ومسرعات التثبيت إلى تعزيز تطوير قوة الخرسانة.
يمكن أن يؤدي علاج الخرسانة عند درجات حرارة أعلى أو تقليل نسبة الماء إلى الأسمنت إلى تسريع وقت التثبيت للخرسانة. تستخدم المسرعات بشكل متكرر لزيادة القوة الأولية للخرسانة في الطقس البارد لحساب أضرار الصقيع المحتملة.
مجموعة المثبط
مجموعة مواد التثبيط هي في الأساس نقيض ضبط المسرعات. أنها تطيل الوقت المطلوب لمعالجة الخرسانة ؛ وبعبارة أخرى ، فإنها تقصر الوقت اللازم لضبط عجينة الأسمنت. في الظروف الحارة ، يتم استخدام مواد التثبيط بشكل شائع. عادة ، يتم استخدام مواد التثبيط أثناء الطقس الدافئ.
عن طريق إضافة مواد التثبيط للخرسانة ، يلزم كمية أقل من الماء للمعالجة. مع وجود مواد مضافة للتثبيط ، يكون تحقيق نسبة الماء إلى الأسمنت المثالية وتعزيز القوة النهائية أمرًا ممكنًا.
تشمل المضافات الخرسانية الأخرى:
- الرماد المتطاير
- غبار السيليكا
- خبث أفران الصهر
- بوزولان
- مثبطات التآكل
- إضافات الترابط
- تصلب
- إضافات اللون
- مولدات الغاز
استنتاج
حاليًا، يتم اختبار المضافات الجديدة. إن تقليل الطلب على الأسمنت البورتلاندي له تأثير إيجابي على البيئة ويمكن أن يساعد في تقليل التلوث. لجعل الشفاء الذاتي ملموسة ، تخضع المضافات المختلفة حاليًا للاختبار. من المرجح أن يؤدي البناء المستقبلي للمباني والطرق والمنشآت الأخرى إلى زيادة استخدامها للخلطات الخرسانية.