إضافات الهواء المحبوس للخرسانة

ما هي إضافات الهواء المحبوس للخرسانة؟

إضافات الهواء المحبوس للخرسانة: هي عبارة عن إضافات كيميائية تُستخدم مع الخرسانة من أجل تقليل وزن الخرسانة وزيادة المتانة وخاصة المُقاومة للصقيع، ويتم ذلك عن طريق إحداث فُقاعات هوائية دقيقة (غير مُتّصلة) موزعة توزيعاً منتظماً خلال الكتلة الخرسانية وتبقى كذلك بعد تصلّد الخرسانة.

يُؤثّر الهواء المحبوس على قوة ضغط الخرسانة وإمكانية تشغيلها؛ بحيث يزيد من قابلية تشغيل الخرسانة دون زيادة كبيرة في نسبة الماء إلى الأسمنت. حيث تتناسب قوة ضغط الخرسانة عكسًا مع قابلية تشغيل الخرسانة. عندما تزداد قابلية تشغيل الخرسانة، تقل قوة الضغط الخاصة بها. لذلك، لا يُمكن زيادة قابلية التشغيل الملموسة لتحسين وضع الخرسانة وضغطها لأنها تُقلّل من قوة الخرسانة. في هذه الحالة، يُضاف خليط امتصاص الهواء لزيادة قابلية التشغيل دون إضافة الماء. ومع ذلك، يجب دراسة إدخال الهواء بشكل دقيق لمعرفة تأثيره على خصائص الخرسانة على وجه التحديد، القوة الملموسة الناتجة للخرسانة.

عادة ما يتم تحديد الخرسانة ذات الهواء المحبوس في مناطق جغرافية محددة؛ حيث يُمكن أن تحدث أضرار متعلقة بالصقيع كما ذكرنا سابقاً. عادةً ما يتم قياس محتوى الهواء في الخرسانة الحديثة ذات الكثافة الطبيعية باستخدام طريقة الاختبار القياسية لمحتوى الهواء للخرسانة الحديثة المختلطة بطريقة الضغط أو اختبار آخر مفيد هو الاختبارات القياسية لمحتوى الهواء للخرسانة الحديثة بالطريقة الحجمية. ومع ذلك، يُفضّل استخدام طريقة الضغط لأنها سريعة نسبيًا.

تأثير الهواء المحبوس على قوة الخرسانة:

يكون تأثير الهواء المحبوس على قوة الخرسانة في اثنتين من التأثيرات الأولى تأثير انحباس الهواء على قوة ضغط الخرسانة، أما الثانية فهي تأثير انحباس الهواء على القوة المرنة للخرسانة واللتين سنذكُرهما تالياً بشكل مُفصّل.

1- تأثير انحباس الهواء على قوة الضغط الخرسانة:

عادة ما يتم إدخال الخلط المحبوس للهواء عندما يكون من المرغوب فيه زيادة قابلية التشغيل الخرساني دون التأثير على انخفاض كبير في قوة الضغط. ومن المتعارف عليه أن قدرة مكان الخرسانة المحبوسة بالهواء ذات الركود 7.5 سم أفضل من الخرسانة المحجوزة غير الهوائية مع تراجع 12.5 سم.

بشكل عام، يتم تقليل قوة انضغاط الخرسانة باستخدام الخلط المحبوس في الهواء، حيث تعتمد كمية الانخفاض في القوة على العديد من العوامل مثل نِسَب الخلط ونوع وتصنيف الخرسانة والأسمنت والهواء الفعلي وكيل تدريب. يختلف الانخفاض الطبيعي في قوة الخرسانة باستخدام الخلطات المحصورة في الهواء من 3 إلى 7%. يجب مراعاة هذا الإختلاف في القوة في تصميم الخلطة للخرسانة بحيث يتم تحقيق قوة الضغط المطلوبة بالكمية المطلوبة من الخلط وقابلية التشغيل.

وبشكل مناسب، يجب إجراء تصميمات المزيج التجريبي للعثور على الاختلاف الدقيق في القوة باستخدام هذا المزيج ويجب إجراء التصحيحات المناسبة في تصميم المزيج لضمان القوة المطلوبة. بشكل نموذجي، يُمكن افتراض أن فقدان 5% في قوة الانضغاط للخرسانة يحدث بسبب كل 1% من حجم الهواء المحبوس في خليط الخرسانة.

من أجل تقدير نسبة الماء إلى الأسمنت المطلوبة للخرسانة المحجوزة بالهواء، يتم تضمين مخصص لتقليل القوة في تصميم المزيج ويفترض متوسط ​​قوة الهدف الأعلى. ويعطى متوسط ​​الهدف الأعلى المناسب لقوة مزيج الهواء المحبوس بواسطة معادلات هندسية معينة.

2- تأثير حبس الهواء على قوة الانحناء للخرسانة:

بشكل عام، فإنَّ تأثير احتجاز الهواء على قوة الانحناء للخرسانة ليس ضارًا كما هو الحال في قوة ضغط الخرسانة. يُقال أنه يمكن تحقيق أقصى قوة إنحناء حتى مع نسبة هواء 4%. ويظهر أن قوة الانثناء لمزيج الخرسانة الخالي من الهدر تزداد بشرط مراعاة الحد الأقصى من الماء واستخدام الحد الأقصى للحجم الكلي الصغير.

طرق إضافة الهواء المحبوس للخلطة الخرسانة:

يُمكن إضافة الهواء المحبوس للخرسانة بطريقتين، الطريقة الأولى هي إضافة مواد تُحدث رغوة وذلك أثناء خلط الخرسانة مثل المركبات العضوية كالأصماغ الخشبية والزيوت والمنظفات الصناعية. أما الطريقة الثانية المستخدمة هي استخدام مواد صلبة تتفاعل مع الأسمنت وتُنتِج غاز الهيدروجين على هيئة فُقاعات دقيقة كثيرة مثل مسحوق بودرة الألمنيوم وبودرة الزنك والمغنسيوم.

النسبة المئوية لحجم الهواء المحبوس:

وتستخدم هذه المواد بِنسب تتراوح من ( 1-3%) من وزن الأسمنت وتؤدي إلى زيادة انكماش الجفاف وتقل المقاومة ولا تُؤثّر على زمن الشك. فقد وجد أن هناك علاقة عكسية بين نسبة الهواء المحبوس في الخلطة ومقاومة الضغط للخرسانة، وأخيرًا، فقد ثَبت أن قوة الانضغاط لمزيج الخرسانة الخالي من الهدر تزداد بشرط مراعاة الحد الأقصى من الماء واستخدام الحد الأقصى للحجم الكلي الصغير.