إضافات لتكوين الغازات داخل الخرسانة

ما هي إضافات تكوين الغازات؟

مضافات تكوين الغاز تستخدم مسحوق الألومنيوم والكربون المنشط وبيروكسيد الهيدروجين بشكل عام في تكوين الغازات التي تشكل خليطًا كيميائيًا. عندما تضاف الخلطات الناتجة عن تكوين الغاز، فإنَّه يتفاعل مع هيدروكسيد يتم الحصول عليه عن طريق ترطيب الأسمنت ويُشكّل فقاعات دقيقة من غاز الهيدروجين في الخرسانة.

يعتمد مدى تكوين الفقاعات في الخرسانة على العديد من العوامل مثل كمية الخليط والتركيب الكيميائي للأسمنت ودرجة الحرارة والنعومة وما إلى ذلك. تُساعد الفقاعات المتكونة في الخرسانة على مواجهة مشاكل الاستقرار والنزيف.

كما تُستخدم الإضافات التي تُشكّل الغاز لتحضير الخرسانة خفيفة الوزن. لأغراض مقاومة الترسيب والنزيف، يتم استخدام كمية صغيرة من الخلطات التي تُشكّل الغاز والتي عادة ما تكون 0.5 إلى 2 % من وزن الأسمنت. ولكن لصنع كمية خفيفة من الخرسانة، يُنصح عمومًا باستخدام 100 جرام لكل كيس من الأسمنت.

إنَّ الشركات المُصنّعة حالاياً تقدم نوعًا جديدًا من الخلطات الخرسانية هو خليط الغاز المشكل. حيث يتم استخدام هذا الخليط لزيادة مُحتوى الفراغ الناتج عن الغاز. إنَّ أغراض هذا الخيط هو توليد أو إطلاق فقاعات غازية أثناء وبعد وضعها مباشرة في خليط خرساني طازج والاستمرار في ذلك حتى يتم لصق معجون الأسمنت.

تحتفظ هذه الخلطات بالحجم الأولي لتكوين فراغات الغاز. في معدلات الاشتمال الأعلى، ستجعل الخرسانة خفيفة الوزن. التطبيق العادي للمزيج لدخول الهواء هو بمثابة مقاومة للتجمد والذوبان. لكن هذه الخلطة التي نناقشها لن تجعلها مقاومة للتجميد والذوبان.

أكثر إضافات تكوين الغاز شيوعًا:

أكثر المواد المستخدمة شيوعًا كمزج لتكوين الغاز هو مسحوق الألمنيوم المعدني. حيث أنه يصل إلى نقطة تعزيز الروابط بين واجهات الخرسانة وحديد التسليح. يجب تطبيق كل خليط في التركيز الصحيح والتكوين الصحيح وتطبيق الوقت المناسب. وهنا أيضًا الجرعات المضبوطة والتوقيت المناسب ينتجان تكوينًا خاضعًا للرقابة للغازات وينتج عن إطلاق الغاز المُتحكَّم فيه توسعة صغيرة للمزيج أيّ مزيج حديث.

وصف إضافات تكوين الغاز:

يوفر تكوين الأسمنت الذي يستخدم العامل المذكور تعويضًا محسنًا للانكماش، حيث أنه يتكوّن عامل تكوين الغاز لتكوين الأسمنت الذي يحتوي على النتريت من مادة تنتج غاز النيتروجين من خلال تفاعل في تركيبة الأسمنت. وعامل تكوين الغاز له خاصية تكوين غاز ممتازة ومناسب للاستخدام في تركيبات الأسمنت التي تحتوي على النتريت في مجال الهندسة المدنية والهندسة المعمارية وغيرها.

تقليدياً، تم استخدام تركيبات الأسمنت مثل الخرسانة والملاط ومواد الجِبص في تركيب الآلات وبناء المفاصل للخرسانة الموضوعة عكسياً وإصلاح الجزء المتدهور من الخرسانة. حتى الآن، تم تطوير مواد حشو مختلفة، من بينها تركيبات الأسمنت الهيدروليكية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع ويعتمد تكوينها على الأسمنت وحده أو مزيج من الأسمنت والركام الناعم. بالإضافة إلى ذلك، الركام الخشن إذا لزم الأمر وإضافته مع الإضافات المختلفة اعتمادًا على التطبيقات.

الصعوبات التي تواجه إضافات تكوين الغاز:

أهم هذه الصعوبات في وقتنا الحاضر هي الانكماش ومن أجل منع الانكماش، حيث أنه يتم استخدام مسحوق الألمنيوم أو المواد الكربونية كمضاف. يتفاعل مسحوق الألومنيوم مع القلويات، التي يتم إنتاجها من خلال تفاعل الأسمنت والماء ولتوليد غاز الهيدروجين خلال الفترة من اللحظة التي يكون فيها تكوين الأسمنت الهيدروليكي قابلاً للتدفق حتى لحظة ضبطه، وبالتالي يتسبب في تكوين الاسمنت الهيدروليكي لتعويض تقلّصها. عند إضافة مادة كربونية إلى تركيبة أسمنتية، فإنَّها تمتص الماء من الخليط بسبب طبيعة المسامية فيها وتطلق الغاز المحبوس في السوائل لتتسبب في تكوين تركيبة الأسمنت وبالتالي تعويض انكماشها.

علاوة على ذلك، في السنوات الأخيرة أصبح تدهور الخرسانة بسبب هجوم الكلوريد مشكلة وكإجراء مضاد ضدها، تتم ممارسة أعمال الإصلاح بشكل شائع حيث تتم إزالة جزء متدهور من الخرسانة للإصلاح بإستخدام مِرْكَز هوائي، مِرْكَب كهربائي، نفاثة مائية وما إلى ذلك وبعد ذلك يُعاد ملء الجزء المراد إصلاحه بملاط الأسمنت أو ملاط ​​الأسمنت البوليمر. في طريقة التنفيذ هذه، من أجل منع إعادة تدهور الجزء الذي تم إصلاحه بسبب هجوم الكلوريد، ويتم إضافة النتريت إلى المونة لإعادة تعبئته.
من ناحية أخرى، يحتوي الهاون المستخدم في مثل هذه الظروف على مسحوق الألومنيوم للتعويض عن الانكماش في المرحلة المُبكّرة قبل المعالجة، ممّا يُسبب مشكلة في أن خلط الهاون المحتوي على النتريت مع مسحوق الألمنيوم لن ينتج كمية متوقعة من التمدد أو لا يوجد تمدد على الإطلاق. على الرغم من أن سبب ذلك غير واضح، إلا أنه يستنتج أن النتريت سيعيق التفاعل بين مسحوق الألمنيوم والقلويات.

إلى جانب الطريقة الموضحة أعلاه لاستخدام مادة مضافة لإنتاج غاز الهيدروجين، مثل مسحوق الألومنيوم وطريقة لاستخدام المضافات العضوية مثل ميثيل إيثيل كيتون بيروكسيد، أزوديكاربوناميد، أزوديكربوكسيل الصوديوم، بي تولوين سلفونيل هيدرازيد لإنتاج الأكسجين أو غاز النيتروجين وبالتالي تعويض إنكماش تركيبة الأسمنت. ومع ذلك، لم يتم تطبيق هذه الطريقة على تركيبات الأسمنت التي تحتوي على النتريت، ولا يوجد وصف على الإطلاق حول فعالية المضافات العضوية الموصوفة أعلاه في وجود النتريت.

حل المشكلة عن طريق إضافات تكوين الغازات:

وفقًا لذلك ، فإنَّ الهدف من اختراع إضافات تكوين الغازات هو توفير عامل تكوين للغاز يُمكن أن يولّد كمية كافية من الغاز لإنتاج التمدد المطلوب حتى في وجود النتريت والذي لا يُسبب تقصف الهيدروجين وتكوين الأسمنت الذي يستخدم عامل تكوين الغاز المذكور أعلاه ويوفر تعويض انكماش جيد.

يتعلق اختراع إِضافات تكوين الغازات بعامل تكوين غاز لِتركيبة أسمنتية تحتوي على النتريت، عامل تكوين غاز يشتمل على مادة تنتج غاز النيتروجين من خلال تفاعل في تركيبة الأسمنت. علاوة على ذلك، يتعلق اختراع إضافات تكوين الغازات بعامل تكوين الغاز الموصوف أعلاه، حيث تشتمل المادة التي تنتج غاز النيتروجين من خلال تفاعل في تركيبة أسمنتية على مركب واحد على الأقل تم اختياره من المجموعة التي تتكوّن من مركبات سلفونيل هيدرازيد.

مزايا إضافات تكوين الغازات:

يُنتج عامل تكوين الغاز لاختراع إضافات تكوين الغازات غاز النيتروجين من خلال تفاعل في تركيبة أسمنتية تحتوي على النتريت وبالتالي يتسبب في تكوين تركيبة الأسمنت، ممّا يجعل من الممكن الحصول على تركيبة أسمنتية خالية من الانكماش. علاوة على ذلك، بما أن عامل تكوين الغاز لاختراع إضافات تكوين الغازات يُتيح تحكمًا دقيقًا في معدل تمدد تركيبة الأسمنت عن طريق تغيير كمية استخدامه، فإنَّه من الممكن الحصول على تركيبة أسمنت موحدة خالية من الانكماش.