الأسمنت منخفض الحرارة

ما هو الأسمنت منخفض الحرارة؟

يشكل الأسمنت، الذي يستخدم على نطاق واسع كموادبناء، هيدرات مثل سيليكات الكالسيوم (C-S-H)، إيترينجيت، و Ca (OH) 2 من خلال تفاعل الترطيب حيث يتم إنتاج حرارة الماء داخلالخرسانة بسبب تفاعل طارد للحرارة. ونظرًا لأن التكسير الحراري للخرسانة يقلل من قوتها الداخلية ومقاومتها للماء وقوة تحملها، يلزم إجراء تدبير مناسب للتحكم في حرارة الماء.

تشمل العوامل التي تؤثر على حرارة ترطيب الخرسانة درجة حرارة التنسيب للخرسانة وخصائص حرارة الإماهة للأسمنت (حرارة الترطيب بالإسمنت ومعدل تفاعل الترطيب للأسمنت وكمية الوحدة من الأسمنت). حيث تُستخدم حاليًا طريقة التبريد المسبق، التي تخفض درجة حرارةالركام ومياه الخلط وطريقة ما بعد التبريد، التي تستخدم أنابيب التبريد، للتحكم في حرارة ترطيب الخرسانة.

فيما يتعلق بالمواد، يتم أيضًا توجيه الجهود نحو خفض حرارة الماء للخرسانة. كما يتضمن طريقة نموذجية لاستخدام الاسمنت عن طريق استبدال الأسمنت البورتلاندي العادي (OPC) مع خليط المعادن، مثل ياش فلوريدا (FA) أو خبث الفرن العالي الأرض حبيبات (GGBS).

بسبب انخفاض استخدام الأسمنت البورتلاندي العادي (OPC) ، فإنّ الخرسانة التي تستخدم خليطًا معدنيًا كمادة أسمنتية تكميلية (SCM) للأسمنت تُظهر ليس فقط حرارة ترطيب منخفضة ولكن أيضًا انخفاض في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. وهكذا، يتم إجراء العديد من الدراسات على الأسمنت المخلوط الذي يستخدم خليطًا معدنيًا مثل SCM للأسمنت (الأسمنت المخلوط الثنائي أو الثلاثي).

الأسمنت منخفض الحرارة عبارة عن أسمنت خاص مصمم خصيصًا يولد حرارة منخفضة للترطيب أثناء الإعداد. كما يتم تصنيعه عن طريق تغيير المركّبات الكيميائية للأسمنت البورتلاندي العادي. حيث أنه في هذه المقالة سنناقش حول تكوين وخصائص واستخدامات ومزايا الأسمنت منخفض الحرارة.

تكوين الأسمنت منخفض الحرارة:

هذا النوع الخاص من الأسمنت هو نفسه مثل الأسمنت البورتلاندي العادي، مع بعض التغييرات المئوية في التركيبات الكيميائية. كما يحتوي هذا الأسمنت على نسبة منخفضة (5%) من ألومينات ثلاثي الكالسيوم (C3A) ونسبة أعلى (46%) من سيليكات ثنائي الكالسيوم (C2S).

خصائص الأسمنت منخفض الحرارة:

الجدول 1: خصائص الأسمنت منخفض الحرارة.

الصفات المميزة للأسمنت منخفض الحرارة:

• درجة حرارة الماء المنخفضة أقل بنسبة 20% من تلك الموجودة في أسمنت البورتلاند العادي.

• كمية الماء المطلوبة للترطيب منخفضة.

• يتم الحصول على قابلية تشغيل عالية لأن الخرسانة ذات طبيعة مرنة
  استقرار حجم جيد.

• القوة الأولية منخفضة ولكن معدل النمو المرتفع للقوة النهائية.

• قوة تقنية عالية للخرسانة.

• تآكل تأثير ممتاز.

• مقاومة تآكل ممتازة.

• انخفاض قيمة درجة الحرارة التصاعدية للعزل الحراري.

• أداء فائق لمقاومة التآكل الكيميائي.

• مقاومة ممتازة للانكماش الجاف.

• مقاومة جيدة للتمزق.

• التوافق مع المواد المضافة.

توافق الأسمنت منخفض الحرارة مع المواد المضافة:

الأسمنت منخفض الحرارة متوافق مع:

• المضافات الكيميائية للخرسانة.

• المواد الأسمنتية التكميلية للاستخدام مع الأسمنت البورتلاندي مثل: الرماد المتطاير، خبث فرن الانفجار الحديدي الحبيبي والسيليكا غير المتبلورة.

استخدامات الأسمنت منخفض الحرارة:

• لجعل سطح الطريق وغرفة العمل للمصانع مثل مصانع الكيماويات ومصانع حامض الكبريتيك.

• تستخدم بشكل رئيسي في بناء السدود والمساحات الكبيرة وألواح الطوافة الكبيرة وقواعد توربينات الرياح.

• لعمل الخرسانة الهندسية.

• لصنع الخرسانة البحرية.

• لصنع الخرسانة مقاومة الكبريتات.

• لصنع الخرسانة مقاومة للتآكل.

• لصنع الخرسانة عالية القوة.

• لصنع الخرسانة مقاومة للتمزق.

• لإنتاج الأسمنت أو الأنابيب الخرسانية المقاومة لتآكل الكبريتات.

• لجعل سطح الطريق وغرفة العمل للمصانع مثل مصانع الكيماويات ومصانع حامض الكبريتيك.

• لعمل هياكل خرسانية هندسية عادية أخرى.

مزايا الأسمنت منخفض الحرارة:

• يساعد في تقليل احتمالية التكسير الحراري في أقسام الخرسانة السميكة.

• أداء متانة مرتجل.

• أداء ممتاز مثل القوة النهائية العالية، مقاومة تآكل الكبريتات، خصائص دائمة جيدة، مقاومة جيدة للتمزق ومضاد للتسرب.

• زيادة قابلية التشغيل والقدرة على الضخ مع صب كميات كبيرة من الخرسانة في الهندسة الهيدروليكية وأعمال الخرسانة البحرية.

• تحسن بشكل ملحوظ قوة الخرسانة في وقت لاحق.

• مقاومة هجوم الكبريتات على التسليح بشكل رئيسي في الأنابيب الخرسانية.

عيوب الأسمنت منخفض الحرارة:

• القوة الأولية المكتسبة أقل من تلك الخاصة بخرسانة الأسمنت البورتلاندي العادي، لكن القوة النهائية هي نفس قوة الأسمنت البورتلاندي العادي.

• لا يمكن استخدام هذا الأسمنت في الظروف الجوية الباردة.

• تكلفة الأسمنت أعلى من تكلفة الأسمنت العادي.