المواد الكيميائية



تساعد الإضافات بدور رئيسي في توفير عمليات ضخ فعالة للخرسانة.

تساعد الإضافات بدور رئيسي في توفير عمليات ضخ فعالة للخرسانة.

المعهد الأمريكي للخرسانة يقدم رؤية واضحة عن إضافات الخرسانة

23/09/2019

تتنوع أنواع إضافات الخرسانة وتضاف إليها للحصول على النتائج المرجوة. إن الفهم السليم لهذه المكونات يحظى بأهمية كبيرة، كما يقول كاري يورس من المعهد الأمريكي للخرسانة.*

تستخدم الإضافات لتعديل خصائص الخرسانة سواء في شكلها البلاستيكي، أو الشكل الصلب، أو كلاهما. وعند الاستخدام السليم لهذه الإضافات فإنها توفر العديد من المزايا، بما في ذلك تحسين قوة الخرسانة أو متانتها، خفض المسامية، خفض التآكل، تعزيز قابلية التشكيل، وتحسين إمكانيات الضخ، وغيرها. 
لذا فإن فهم تأثير خلطة الخرسانة وإمكانية التوافق بين جميع المكونات، خاصة عند وضع إضافات متعددة يعد أمرًا هامًا للغاية. 
يتوفر الكثير من الإضافات في الأسواق مع تنوع واسع في التكنولوجيا والتأثيرات الكيميائية والوظيفة.
التحديات 
في منطقة الخليج، تتركز التحديات البيئية في المناخ الحار الذي تكثر فيه الرياح، فضلا عن وجود الكلورايد والكبريت في التربة. إن المناخ الحار يمكن أن يؤدي إلى خسارة ملموسة في الخرسانة، ومن ثم خفض إمكانيات التشكيل. 
وتتنوع الإضافات التي يمكن أن تساعد بنجاح في هبوط الخرسانة وتشمل مخفضات المياه مثل منتجات مكثفات سلفونات الميلامين، وسلفونات النفتالين، فضلا عن إضافات الحفاظ على عمليات التشكيل المستخدمة مع مخفضات المياه العادية أو المتوسطة أو العالية. 
إن المباني الشاهقة المقامة في منطقة الخليج تعتمد على ضخ الخرسانة. وبالإضافة إلى إضافات خفض المياه، فإنه يمكن استخدام خلطات حبس الهواء للحفاظ على إمكانيات الضخ. وهذا يشمل أملاح راتنجات الخشب، وبعض المنظفات الاصطناعية، وأملاح اللغنين المسلفن، وأملاح أحماض البترول، وأملاح المواد البروتينية، والأحماض الدهنية والراتنجية، وغيرها من الأملاح. 
وتعد مثبطات التآكل من الإضافات الشائعة المستخدمة لمكافحة زيادة قابلية التآكل للكلورايد والكبريت التي قد تكون موجودة في البيئة (أو حتى في مواد خلطة الخرسانة). وهذا يشمل أمين الكربوكسيليت، وإملشن الأمينوستر العضوي، ونايترات الكالسيو، والكرومات، والفوسفات، والقلويات، والفلورايد. 
ولا يقتصر التلوث بمعامل التآكل على التربة في منطقة الخليج فقط، بل أن إمكانيات الحمولة في التربة تثير بعض المخاوف أيضًا. وفي هذه الحالة، قد يتم دمج بلاطات خرسانية أكثر سماكة في المباني لتحقيق الاستقرار. وفي البلاطات الخرسانية السميكة، يتعين إدارة حرارة الترطيب، مع الأخذ في الاعتبار الإضافات لتحسين التصلب والانكماش. 
إن إضافات خفض المسامية قد تستخدم بدلا من أغشية منع تسرب المياه. وعلى خلاف الحواجز المحسوسة التي قد تعمل مع مرور الوقت على تقليل إضافات خفض المسامية، فإن هذه الإضافات توفر الحماية المتكاملة للخرسانة باستخدام آليات مختلفة. وقد تساعد بعض هذه الإضافات على خلق مقاومة وخفض امتصاص المياه، بينما يعمل البعض على سد مسامات الخرسانة. 
وفي ظروف غير هيدروستاتيكية، فإن الإضافات قد تكون كريستلين هيدروفوليك أو بوليمرات مثل لاتيكس. 
وبالإضافة إلى خفض مسامية الخرسانة، فإن بعض إضافات خفض المسامية قد توفر مزايا أخرى مثل خفض انكماش الجفاف، وخفض تسرب أيونات الكلورايد، مسببًا تدهور الكبريت المتلامس، وتعزيز مقاومة التجمد والذوبان مع دخول المياه. 
إن خلطات الخرسانة في منطقة الخليج عادة ما تشتمل على نسبة عالية من الخبث لتواكب قوانين الاستدامة الحكومية مع خليط يحتوي على بديل للخبث بنسبة 70 بالمائة في إسمنت بورتلاند. ويجب أخذ ذلك في الاعتبار عند اختيار الإضافات.
خليط الإضافات 
نظرًا لأنه من غير الشائع استخدام ثلاث أو أكثر من الإضافات في خليط خرساني، يجب الاستعانة بمحدد مواصفات لتقييم كيفية تفاعل هذه الإضافات. 
ويجب أن يعتمد اختيار الإضافات على محتوى المياه المطلوب، ومعدل المياه-إلى- المواد الإسمنتية، ومحتوى الهواء، والوقت المستغرق للصب، والمقاومة التعرقية. ويجب أن تحتوي خلطة الإضافات بصفة عامة على أقل كمية لازمة من المياه. 
ومن الضروري إجراء عملية صب تجريبية في موقع العمل، وعدم الاعتماد فقط على النتائج المحققة في المعامل. 
إن الظروف البيئية سواء درجة حرارة الهواء أو الرياح تؤثر بشكل جذري في سلوك خلطة الخرسانية فور صبها في موقع العمل. وبالتالي، فإنه يجب اختبار خلطة الخرسانة مع الإضافات للتأكد من تميزها أو عدم نجاحها في نفس الظروف التي سيتم استخدامها فيه. وعلى سبيل المثال، إذا كان سيتم ضخ الخرسانة على ضغط عالٍ، فإنه يجب اختبارها على ضغط عالٍ مع متغيرات مثل درجة حرارة المعدات. 
وفي بعض مشاريع البناء، قد يصبح من الممكن إجراء اختبارات باستخدام عينة من الخرسانة في بناء بعض الأماكن التي يمكن الوصول إليها في المبنى. ويتعين في هذه الاختبارات التحقق من قابلية التشكيل، وإمكانية الضخ، ووقت التشكيل وغيرها من الخصائص. 
إن ترتيب وضع الإضافات على خلطة الخرسانة يمكن أن يؤدي إلى سلوكيات كيميائية أو مادية. وبالتالي من المهم وضع الإضافات على عينة الخرسانة بشكل مستقل، بدون خلط. ويتعين على منتج الخرسانة بمساعدة المسؤول الفني لتوريدات الإضافات، تحديد ترتيب الخلط أو الإضافات. 
وفي ظل نقص المعلومات التي تشير إلى خلاف ذلك، فإن ACI 212.3R-16 «تقرير عن الإضافات الكيميائية للخرسانة» يقترح الإضافات الكيميائية التالية: 
? إضافات حبس الهواء. 
? إضافات خفض المياه (النوع أ، إضافات خفض المياه، أو نوع د إضافات خفض المياه وتأخيرها). 
? إضافات مؤخرة.
? إضافات مسرعة. 
? إضافات خفض المياه عالية المدى. 
? إضافات خفض المسامية. 
? إضافات خفض الانكماش. 
? إضافات مثبطات التآكل.
? إضافات تعديل اللزوجة. 
ويوفر التقرير إرشادات بشأن استخدام الإضافات لمحددي المواصفات، ويشتمل التقرير على فصل إرشادي يوجه المستخدمين إلى الأقسام ذات الصلة على حسب متطلبات الخرسانة. 
ويوصي التقرير باستخدام إما إضافات خفض المياه عالية المدى أو إضافات حبس الهواء أو كلاهما، كما من الضروري زيادة التجانس أو الهواء أو كلاهما.
تغير التكنولوجيات
يجب على المباني أن تستخدم كميات متزايدة من مواد التقوية، وليس فقط لدعم الارتفاعات الشاهقة، بل أيضًا لمساعدتها على تلبية أهداف التصميم الجديد مثل مقاومة الزلازل. إن الخرسانة ذاتية الدمج توفر حلا جيدًا لمثل هذه الظروف لأنها تحقق الدمج في المناطق التي يكون من تالصعب استخدام الحديد المسلح. 
وتستفيد الخرسانة ذاتية الدمج من الإضافات المعدلة للزوجة التي تساعد على تحقيق دورة صب موحدة، وخفض التشققات في الخرسانة المشطبة. وتعدل الإضافات المعدلة للزوجة بوليمرات المذابة في المياه التي تساعد على تعديل خصائص الانسيابية. وتعد الانسيابية علم التعامل مع التشوهات وتدفق المواد، بينما تشير اللزوجة إلى مقاومة الحركة وفق القوى السارية. 
ومن الإضافات المعدلة للزوجة الشائعة أوكسيد البولي إثلين، وإيثرات السيلوز، والملح الألجيتي (من الأعشاب البحرية)، والصمغ الطبيعي والاصطناعي، والبولي أكريلميد أو البولي فينيل الكحولي.
وعند استخدام إضافات تعديل اللزوجة في خلطة الخرسانة ذاتية الدمج، فإنه يجب تعزيز استخدام الكمية لإيجاد خلطة غير قابلة للفصل. ويجب قياس انسيابية خلطات الخرسانة ذاتية الدمج باستخدام مقياس ريومتر. ويتم قياس اللزوجة باستخدام اختبار ?ي فانيل وتي 50 تايم، وفق مواصفات ASTM C1611/C1611M. 
تستخدم الإضافات المعدلة للزوجة في الخرسانة التي يتم ضخها، حيث يمكن أن للضغط العالي فصل كسور الملاط من خلطة الخرسانية وتؤدي إلى تكون البحص الخشن الذي يمكن أن يسد خط الضخ. إن الإضافات المعدلة للزوجة يمكن أن تساعد على تماسك خلطة الخرسانة ومنع انسداد الضخ.

* المعهد الأمريكي للخرسانة هو جمعية فنية غير ربحية ومؤسسة لتطوير المعايير. وتعد سلطة ومصدرًا موثوقًا في جميع أنحاء العالم لتطوير وتبني وتطبيق معاييرها، ومواردها الفنية، وبرامجها التعليمية والتدريبية، وبرامج الاعتماد، والخبرات الواسعة للأفراد والمؤسسات العاملة في مجال تصميم الخرسانة والبناء والمواد.




المزيد من الأخبار



مواضيع ذات صلة