إضافات تخفيض الماء والتحكم فى الشك

ما هي الإضافات الكيميائية في الخرسانة؟

الإضافات الكيميائية: هي المضافات التي تُعزز خصائص الخرسانة للتطبيقات في البناء مع متطلبات خاصة. تُستخدم الإضافات الخرسانية لتحقيق قابلية التشغيل المطلوبة في حالة انخفاض نسبة الأسمنت بالمياه ولتعزيز وقت ضبط الخرسانة لنقل الخرسانة لمسافات طويلة. لذلك، من المُهم للغاية أن يعرف مهندس الموقع المدني عن أنواع الإضافات وخصائصها من أجل الاختيار والتطبيق الأفضل في الأعمال الخرسانية.

يتم تعريف الخلطة الخرسانية على أنها مادة بخلاف الماء والركام والإسمنت الهيدروليكي والإضافات مثل البوزلان أو الخبث وتقوية الألياف وتستخدم كمُكون للخرسانة أو الملاط وتُضاف إلى الدفعة مباشرة قبل أو أثناء الخلط لتعديل خاصية أو أكثر من خصائص الخرسانة في الحالة البلاستيكية أو الصلبة.

أهم أسباب استخدام المضافات تعديل خصائص الخرسانة أو الملاط لجعلها أكثر ملاءمة للعمل في متناول اليد أو للاقتصاد أو لأغراض أخرى مثل توفير الطاقة. وهذه بعض الأغراض الهامة التي يتم استخدام الإضافات من أجلها، تعديل خصائص الخرسانة الطازجة والملاط إلى زيادة قابلية التشغيل دون زيادة المحتوى المائي أو تقليل المحتوى المائي في نفس قابلية التشغيل وتأخير أو تسريع وقت الإعداد الأولي وتقليل أو منع التسوية وتعديل مُعدل أو سعة النزيف والحد من الفصل وتحسين الضخ وتقليل معدل فقدان الركود.

لتعديل خواص الخرسانة والملاط يُؤخر أو يُقلّل تقييم الحرارة أثناء التصلّب المُبكّر والقيام بتسريع مُعدل تطور القوة في الأعمار المُبكّرة، أو زيادة القوة (الانضغاط أو الشد أو الانثناء)، أو زيادة المتانة، أو المقاومة لحالة التعرّض الشديدة، أو تقليل نفاذية الخرسانة، أو تمدد التحكّم الناجم عن تفاعل القلويات مع بعض مكونات الركام، أو زيادة رابطة الخرسانة لتقوية الفولاذ، أو زيادة الروابط بين الخرسانة القائمة والجديدة أو تحسين مقاومة الصدمات ومقاومة التآكل أو تمنع تآكل المعادن المدمجة وإنتاج الخرسانة الملونة أو الملاط.

الاشتراطات اللازمة عند استخدام الإضافات:

لا بُدَّ من وجود شروط عامة ولازمه عند استخدام المضافات ومن أهم هذه الشروط يجب ألا يكون هنالك أيّ تأثيرات ضارة على الخرسانة أو حديد التسليح، أن تتناسب الفوائد الناتجة من استخدام الإضافات مع الزيادة فى التكاليف، يجب عدم إضافة كلوريد الكالسيوم أو الإضافات التي أساسها من الكلوريدات بتاتاً إلى الخرسانة المسلحة أو الخرسانة سابقة الإجهاد أو الخرسانة التى بها معادن مدفونة، يجب التأكد من مدى ملائمة وفاعلية أيّ من الإضافات بواسطة خلطات تجريبية.

أيضاً إذا استُخدم نوعين أو أكثر من الإضافات في نفس الخرسانة فيجب أن يوجد معلومات كافية لبيان مدى التداخُل بينهما والتأكد من مدى التوافق بينهما، يراعى أن سلوك الإضافات مع الأسمنت المخلوط أو عالي المقاومة للكبريتات يختلف عنه فى حالة الأسمنت البورتلاندي. لذلك، يجب أن تتواجد معلومات عن مدى الأداء السليم للإضافات مع الأنواع المختلفة من الأسمنت، يلزم توريد الإضافات مُعبأة داخل براميل أو أوعية مُحكمة الغلق ومطبوع عليها الاسم التجاري وتاريخ الإنتاج ومدة الصلاحية وكذلك شهادة بخواص الإضافة الموردة ومطابقتها للمواصفات القياسية ذات الصلة، كما يجب تخزين الإضافات بطريقة تحميها من الرطوبة ومن أشعة الشمس والحرارة.

ما هي إضافات تخفيض الماء والتحكم فى الشك؟

يتم تعريف المضافات هنا بأنها مادة بخلاف الماء والرُكام والمواد الأسمنتية وتقوية الألياف، وتستخدم كمُكون لخليط أسمنتي لتعديل خصائصه المختلطة حديثًا أو الثابتة أو المتصلدة وتضاف إلى الدفعة قبل أو أثناء الخلط. ومن أكثر أنواع الخلطات الكيميائية شيوعًا هي المواد الكيميائية للحد من المياه والتحكّم فيها.

توفر الخلطات المختزلة للحد من المياه والتحكّم فيها مزايا مسبقة حقيقية في تحسين قُدراتها الإنتاجية. يتم استخدام الخلطات المختزلة للماء لإنتاج الخرسانة ذات قوة أعلى والحصول على قوة محددة بمحتوى أسمنتي أقل وزيادة تراجع خليط معين دون زيادة في محتوى الماء. كما تعمل الخلطات المختزلة للماء على تحسين خصائص الخرسانة التي تحتوي على ركام قاسي أو ضعيف التدرج أو كليهما. أو يُمكن استخدامها في الخرسانة الموضوعة تحت ظروف صعبة. كما ويُمكن أن تكون الخلطات المختزلة للماء مفيدة جدًا في إنتاج الخرسانة عالية القوة مع نسبة منخفضة من الأسمنت.

هنالك سبعة أقسام من إضافات تخفيض الماء والتحكّم فى الشك وهي إضافات تخفيض ماء خلط الخرسانة ويُرمز لها بالرمز (A)، إضافات تأخير الشك ويُرمز لها بالرمز (B)، إضافات تعجيل الشك ويُرمز لها بالرمز (C)، إضافات تخفيض ماء الخلط وتأخير الشك ويُرمز لها بالرمز (D)، إضافات تخفيض ماء الخلط وتعجيل الشك ويُرمز لها بالرمز (E)، إضافات تخفيض ماء خلط الخرسانة بدرجة عالية ويُرمز لها بالرمز (F)، إضافات تخفيض ماء خلط الخرسانة بدرجة عالية وتأخير الشك ويُرمز لها بالرمز (G).

يتم تعريف كل نوع من أنواع الخلطات هذه من خلال النطاق الذي يُقلّل فيه الماء. يجب أن تُقلّل الأنواع (A-D-E) من محتوى الماء بنسبة 5% على الأقل. النوعان (F-G) عبارة عن اختلاطات عالية المدى للحد من الماء، وهي مطلوبة لتقليل المحتوى المائي لمزيج خرساني بنسبة 12% على الأقل. قد يُؤدي هذا في بعض الحالات، إلى تقليل المحتوى المائي للخليط بنسبة 30% أو أكثر. النوعان (B-C) ليس لهما متطلبات لتقليل المياه.

هناك أيضًا فئة من مخفضات المياه تُسمّى اختلاطات تقليل المياه متوسطة المدى التي تُقلّل من محتوى الماء من حوالي 6% إلى أكثر من 12% مع الحفاظ على الركود وتجنُّب التأخر المفرط. بشكل عام، تندرج هذه الفئة من الخلطات المختزلة للماء إما في الفئة (A) أو (F). تم تطوير مخفضات المياه متوسطة المدى لملء الفجوة بين الخلطات من النوع (A) القادرة على إنتاج 5 بوصه. الركود وخلطات نوع (F) قادرة على إنتاج 12 بوصة. وقد أثبتت فعاليتها للغاية باستخدام الرماد المتطاير وبدائل الأسمنت الأخرى.

1- إضافات تخفيض ماء خلط الخرسانة (A):

أو الخلطات المخففة للماء حيث أنها تُقلّل مخفضات الماء من النوع (A) عادةً من المحتوى المائي لمزيج الخرسانة بنسبة 5 إلى 10%. مع كل الخلطات، ستختلف النتائج ومعدلات الجرعات باختلاف الأسمنت والمواد الأخرى المستخدمة. يتراوح معدل الجرعة النموذجي للنوع (A) بين 2 و 6 أونصة سائلة لكل 100 رطل من المواد الأسمنتية (130 إلى 390 مم لكل 100 كجم). تتكوّن مُعظم مخفضات المياه من النوع (A) من مواد عضوية تعمل كمثبّطات محددة. تتم إضافة مكونات أُخرى أثناء التصنيع لتوفير وقت الإعداد العادي. سوف تؤخر معدلات الجرعات المفرطة وقت ضبط الخرسانة. يجب أن تتوافق معدلات الجرعات مع توصيات الشركة المصنّعة ويتم اختبارها على دفعات تجريبية.

2- إضافات تأخير الشك وإضافات تخفيض ماء الخلط وتأخير الشك (B-D):

التثبيط وتخفيضات الماء وتثبيطها تُؤدي الخلطات المسبقة إلى انخفاض مُعدل ترطيب الأسمنت الهيدروليكي وزيادة وقت ضبط الخرسانة. تُستخدم المُثبطات لتعويض تأثير درجات الحرارة المرتفعة وتحسين قابلية تشغيل الخرسانة في درجات حرارة أكثر دفئًا. تشمل فوائد المثبطات انخفاض مفاصل البرد وإنهاء أفضل في الطقس الحار. في حين أن التراجع عن الخلطات يُمكن أن يكون مفيدًا، إلا أنها ليست بديلاً عن إجراءات صب الخرسانة الجيدة في الطقس الحار.

3- إضافات تعجيل الشك وإضافات تخفيض ماء الخلط وتعجيل الشك (C-E):

التسريع والخلطات لتقليل المياه وتسريعها يتم استخدام المسرعات لتقصير وقت الضبط ولزيادة تنمية القوة المُبكّرة. يُمكن أن تستفيد المواد المسبقة الصب من خلال استخدام المسرعات لأنها تُقلّل من النزيف وتسمح بالتشطيب المُبكّر. تعمل المسرعات أيضًا على زيادة القوة المُبكّرة والتي يُمكن أن تحمي الخرسانة من التجمد وتسمح بإزالة الأشكال بشكل أسرع. تتوفر المسرعات في مركبات الكلوريد وغير الكلوريد. يجب تجنّب استخدام المسرعات التي أساسها الكلوريد في الخرسانة المسلحة المعرضة للعوامل الجوية. لا تعمل المسرعات كمضاد للتجمد للخرسانة. كما ويجب اتباع ممارسات ملموسة جيدة في الطقس البارد.

4- المُلدّنات:

بناءً على المواصفات القياسية للمضافات الكيميائية المستخدمة في إنتاج الخرسانة المتدفقة فإنّ المُلدّنات هي مجموعة فرعية من المواصفات القياسية للمضافات الكيميائية للخرسانة مثل أنواع (G-F). وهي فئة خاصة تتطلب الخلط لإنتاج هبوط يزيد عن 7.5 بوصة. وغالبًا ما يُشار إلى هذه المنتجات بإسم المُلدّنات الفائقة. قد تكون مفيدة للمسبقين في تحسين قابلية العمل وزيادة القوة وتقليل النفاذية. تتوافق مُعظم المنتجات التي تُلبي النوع (F) المواصفات القياسية للمضافات الكيميائية للخرسانة أما (G) فتتوافق مع المواصفات القياسية للمضافات الكيميائية المستخدمة في إنتاج الخرسانة المتدفقة.

نستنتج ممّا ذكرنا أنه أثبتت الخلطات المختزلة للحد من المياه والتحكّم فيها أنها أدوات مفيدة في الصناعة الجاهزة. يُمكن أن تُقلّل إلى حد كبير من نسبة الماء إلى الأسمنت (محتوى الرطوبة)، مع تقليل استخدام الأسمنت وتغيير الوقت المحدد للمساعدة في الإنتاج وتحسين قابلية العمل وخفض النفاذية.

ومع ذلك، فإنَّ استخدامها لا يمنع استخدام ممارسات ملموسة جيدة مثل المعالجة. يختلف نوع الخلط والجرعة الموصى بها حسب الشركة المصنعة ويجب النظر فيها مع المواد الأخرى المستخدمة. ناقش تفاصيل عملياتك مع مورد الخلط واستخدم الدفعات التجريبية للتأكد من أنك تحصل على الخصائص التي تريدها بأكثر الطرق اقتصاداً.