خرسانة الميتاكاولين عالية التفاعل

ما هي خرسانة الميتاكاولين عالية التفاعل؟

وجدت دراسة حديثة تقارن الألواح الخرسانية مع الميتاكولين عالي التفاعل وبدونه، وهو خليط معدني عالي الأداء ينتج عنه نتائج مماثلة لأبخرة السيليكا، وجدت أن إدارة الموارد البشرية تحسّن خصائص الخرسانة مع تقديم قابلية تشغيل جيدة وقابلية للتشطيب. وفقًا لمورد الخرسانة والمقاول المشاركين في التجربة، فإنّ الخرسانة غير البوزولانية وخرسانة الميتاكاولين المعدّلة لها خصائص مماثلة.
ومع ذلك، كان للخرسانة المحتوية على الميتاكاولين قوام أكثر دسمًا، وتم ضبطه بشكل أسرع إلى حد ما، ونتج ماء نزيف أقل. الميتاكولين عالي التفاعل هو مادة بوزولانية يمكن استخدامها لإنتاج مركّبات خرسانية متينة للغاية.

الميتاكولين، وهو مادة جديدة نسبيًا في صناعة الخرسانة، فعّال في زيادة قوة الضغط وتقليل هجوم الكبريتات وتحسين شبكة الفراغ الهوائي. يختلف الميتاكولين عن الخلطات المعدنية الأكثر استخدامًا، مثل الرماد المتطاير ودخان السيليكا، من حيث أنه ليس منتجًا ثانويًا.
يتم تصنيعها في ظل ظروف خاضعة للرقابة عن طريق التنشيط الحراري لطين الكاولين المنقى في نطاق درجة حرارة محددة (650-800 درجة مئوية). يكون أَلومينو سيليكات اللامائي الناتج (Al2Si2O7) غير متبلور بشكل أساسي في الطبيعة ويتصرف كبوزولان صناعي شديد التفاعل.

تتطلّب الخلائط الخرسانية المنتجة باستخدام إدارة الموارد البشرية مخفضًا للمياه عالية المدى أقل من خلائط دخان السيليكا لتحقيق قابلية تشغيل مماثلة لنفس نسبة الماء إلى نسبة المواد الأسمنتية. يعتمد تفاعل الميتاكولين على التركيب الكيميائي والسطح التفاعلي. أصبح الميتاكولين عالي التفاعل متاحًا كمواد بوزولانية شديدة التفاعل في الخرسانة. لا يشبه هذا النوع من المواد المضافات الأخرى على سبيل المثال الرماد المتطاير وخبث الأفران العالية وأبخرة السيليكا من حيث الإنتاج لأنه يتم إنتاجها من طين الكاولين عالي النقاء عن طريق عمليات التكليس عند درجات حرارة تتراوح من 700 إلى 800 درجة مئوية.

متوسط ​​حجم جسيم الميتاكولين عالي التفاعل، وهو أصغر من جزيئات الأسمنت، يتراوح من 1 إلى 2 ويكون لونه أبيض ممّا يؤثر بدوره على لون المنتج النهائي. الثقل النوعي للميتاكولين شديد التفاعل هو 2.5. في هذه المقالة، سيتم شرح خصائص الميتاكولين عالية التفاعل، وتأثير الميتاكولين على خصائص الخرسانة الطازجة والمتصلّبة والمتانة وتطبيق الخرسانة التي تحتوي على ميتاكولين عالي التفاعل.

خواص خرسانة الميتاكولين عالية التفاعل الطازجة:

يُزعم أن وقت التثبيت الأولي والنهائي للخرسانة التي تتضمن حوالي 10 بالمائة من الميتاكولين شديد التفاعل يشبه الخرسانة الخاضعة للرقابة. يمكن إهمال نزيف الخرسانة المحتوية على الميتاكولين بسبب ارتفاع سطحها النوعي الذي يبلغ حوالي 20 م 2 لكل جم. أفاد المهندسين (Zhang و Malhotra) أن ارتفاع درجة الحرارة الذاتية للخرسانة التي تحتوي على الميتاكولين هو أكثر من الخرسانة التي لا تحتوي على محتوى ميتاكولين. يؤدي إدخال الميتاكولين في الخرسانة إلى زيادة الطلب على المياه ممّا يعني أن الخليط قد يحتاج إلى مادة ملدّنة فائقة لتحقيق قابلية التشغيل اللازمة.

الخواص الميكانيكية لخرسانة الميتاكولين عالية التفاعل الطازجة:

خصائص الخرسانة المتصلّدة المحتوية على ميتاكولين هي:

1. قوة مطورة للخرسانة المصنوعة من الميتاكولين عالي التفاعل.
   
2. جفاف انكماش لخرسانة الميتاكولين عالي.
   
3. تحقيق الخرسانة المحتوية على ميتاكولين قوة أكبر مقارنة بالخرسانة الخاضعة للرقابة في أي وقت.
   

انكماش الجفاف في خرسانة الميتاكولين عالية التفاعل:

تم إثبات أنه بعد سبعة أيام من المعالجة، يكون تجفيف سلالة الانكماش للخرسانة المحتوية على ميتاكولين أقل من انكماش الجفاف للخرسانة المتحكّم فيه. بعد 112 يومًا من المعالجة في 50% من الرطوبة النسبية، كان انكماش الجفاف للخرسانة المتحكّم فيها أعلى من خرسانة الميتاكولين بحوالي 20%.

متانة خرسانة الميتاكولين عالية التفاعل المتصلدة:

تحتوي الخرسانة المجوفة في الهواء وَالتي تحتوي على حوالي 10 بالمائة من الميتاكولين بكميات كبيرة على مقاومة دخول أيونات الكلوريد وتتمتع بمتانة فائقة لدورات التجميد والذوبان المتكررة. يميل الميتاكولين في الخرسانة إلى تقليل حجم المسام ممّا يؤدي بالتالي إلى الحصول على مزيد من القوة والكثافة العالية ومقاومة أكبر للأحماض. علاوة على ذلك، يحسّن الميتاكولين مقاومة الخرسانة لتفاعلات السيليكات القلوية وهجوم الكبريتات.

تطبيقات خرسانة الميتاكولين عالية التفاعل:

1. تحسين قوة الخرسانة خفيفة الوزن وتقليل النفاذية وتحرير ما بعد الشد مبكّرًا. يمكن رؤية هذه المزايا في جسر (Benicia Martinez) الواقع في كاليفورنيا في الولايات المتحدة.
   
2. طور قوة الانثناء مبكّرًا، وزيادة قابلية الانعكاس وعامل التحمّل.
   
3. زيادة القوة ومعالجة تفاعلات السيليكات القلوية.
   
4. تعزيز مقاومة الكلوريد وزيادة النفاذية والمتانة والقوة.