خصائص الخرسانة الطازجة مع خبث أفران الحبيبات الأرضية

ما هي خصائص الخرسانة الطازجة مع خبث أفران الحبيبات الأرضية؟

أظهرت نتائج الاختبارات أن قابلية تشغيل الخلطات الخرسانية المصنوعة من خبث أفران الحبيبات الأرضية (GGBFS) كانت أعلى من الخلطات الضابطة. مع زيادة نسبة خبث أفران الحبيبات الأرضية، زادت قابلية التشغيل أيضًا. كانت الخصائص المتصلّبة للخلطات الخرسانية المصنوعة من خبث أفران الحبيبات الأرضية أقل من الخرسانة الخاضعة للتحكّم في الأعمار المبكّرة للمعالجة. في العصر المتأخر، كانت الخصائص المتصلّبة للخرسانة المصنوعة من خبث أفران الحبيبات الأرضية أكثر من مجرد التحكّم في الخرسانة.

علاوة على ذلك، كان امتصاص الماء وكثافة الخرسانة المصنوعة من خبث أفران الحبيبات الأرضية أقل من الخرسانة الخاضعة للتحكّم. إنّ تأثير خبث الأفران العالية الحبيبية على خصائص الخرسانة الطازجة سيتيح لنا معرفة المزيد عن عمل خبث أفران الحبيبات الأرضية بطريقة أوسع. هذا من شأنه أن يطور النطاق المستقبلي لخبث أفران الحبيبات الأرضية. سيتم مناقشة بعض الخصائص الرئيسية للخرسانة الطازجة من خلال دمج خصائص الخرسانة الطازجة مع خبث أفران الحبيبات الأرضية في الأقسام التالي.

1- خاصية النزف للخرسانة الطازجة مع خبث أفران الحبيبات الأرضية:

يمكن تعريف النزف بأنه خاصية حركة الماء في خليط الخرسانة إلى الطبقة العليا من الخليط. هذه ظاهرة تظهر في الخرسانة الطازجة وهي عامل غير مناسب. الحقيقة هي أن كل الخرسانة لديها فرص للنزيف. تنشأ المشكلة عندما يتجاوز معدل النزيف معدّل التبخّر. بعد الضغط لفترة زمنية قصيرة، سيبقى معدّل النزف موحّدًا. يتم منع النزيف بتكوين منتجات الترطيب. هذه المنتجات عبارة عن مواد صلبة تتجمع معًا ممّا يسد مسار تدفق المياه كقناة تؤدي إلى حدوث نزيف.

يتسبّب النزيف في تغيير خصائص الخلطة الخرسانية. هذا لأن النزيف يسبب تغيرًا في محتوى الماء في الخليط. أظهرت الاختبارات أن 40 إلى 70% من استبدال الأسمنت البورتلاندي العادي بخبث أفران الحبيبات الأرضية يؤدي إلى زيادة معدّل النزيف. يؤدي الاستبدال الأعلى بخبث أفران الحبيبات الأرضية إلى زيادة النزيف.

2- خاصية قابلية التشغيل للخرسانة مع خبث أفران الحبيبات الأرضية:

على النحو المنصوص عليه من قبل معهد الخرسانة الأمريكي، فإنّ استبدال خبث أفران الحبيبات الأرضية سيسمح لنا باستخدام كمية كافية من الركام الخشنة دون المساومة على قابلية تشغيل الخرسانة. يمكن تقليل سماكة الخليط بهذه الطريقة. أظهر استبدال الأسمنت بخبث أفران الحبيبات الأرضية بنسبة 30 إلى 50% قابلية تشغيل أكبر. تصل إلى حد زيادة القيمة، والتي لا يوجد بعدها زيادة في قابلية التشغيل. ويُلخص إلى أن خرسانة الخبث لديها قابلية تشغيل أفضل مقارنة بخرسانة الأسمنت البورتلاندي الطازج العادية. ترجع أسباب قابلية التشغيل العالية إلى الملمس الكروي والزجاجي لسطح الجزيئات.

عدد حبيبات الزجاج لخبث أفران الحبيبات الأرضية في الخرسانة:

يتم تعريف عدد الزجاج على أنه المكون الزجاجي أو غير البلوري للخبث. يحتمل أن يكون رد الفعل بطبيعته، وبالتالي فإنّ نسبة الزجاج الأكبر هي معدل التفاعل. حيود الأشعة السينية (XRD) هو طريقة مستخدمة لتحديد عدد الزجاج في مزيج خبث أفران الحبيبات الأرضية. من المستحسن أن يكون عدد الزجاج أكبر من 67 بالمائة من مزيج خرسانة خبث أفران الحبيبات الأرضية.

1- أوقات تصلّب خرسانة خبث أفران الحبيبات الأرضية:

خبث أفران الحبيبات الأرضية أبطأ في التفاعل مع الماء مقارنة بالأسمنت البورتلاندي. ومن ثم فإنّ الخرسانة أو أسمنت خبث أفران الحبيبات الأرضية يستغرق وقتًا أطول للتقوية. هذه المرة أكثر عندما يكون مستوى الاستبدال مرتفعًا. تكون الزيادة في وقت التقوية مع الاستبدال وفقًا لمواصفة طرق اختبار الاسمنت والاختبارات البدنية واختبارات القوة لخرسانة خبث أفران الحبيبات الأرضية.

التفاعل الكيميائي لخرسانة خبث أفران الحبيبات الأرضية الطازجة:

السبب في أن خبث أفران الحبيبات الأرضية يتفاعل ببطء شديد مع الماء ينتج عنه نشاط هيدروليكي أقل ممّا يُقلّل من الطلب في تطبيق تصنيع الخرسانة. يحتوي خبث أفران الحبيبات الأرضية على نسيج زجاجي وهذا هو السبب في منع الجسيمات من التفاعل مع الماء. تمتلك المادة خاصية هيدروليكية كامنة تتطلّب التنشيط من أجل جعل المادة تفاعلية. تتفاعل المنشّطات مثل الكبريتات أو القلويات مع خبث أفران الحبيبات الأرضية ممّا يؤدي إلى زيادة الرقم الهيدروجيني للمزيج بأكمله.

عندما تصل قِيَم الأُس الهيدروجيني إلى قيمة حرجة، فإنّ الهيكل الزجاجي لخبث أفران الحبيبات الأرضية يكون مضطربًا ممّا يؤدي إلى تنشيط الجسيمات. هذا سيجعل خبث أفران الحبيبات الأرضية يتفاعل مع الماء ويخرج منتجات الترطيب. في حالة استخدام خبث أفران الحبيبات الأرضية كبديل، فإنّ الأسمنت البورتلاندي هو الذي يجعل جزيئات الخبث تنشط للترطيب. حيث أن الأسمنت البورتلاندي يتكون من قلويات وكبريتات.

آلية الترطيب هي مزيج من تفاعلين. تفاعل أولي يتضمن ترطيب الأسمنت البورتلاندي العادي بالماء مع إعطاء هيدرات سيليكات الكالسيوم مع بعض القلويات مثل هيدروكسيد الكالسيوم وهيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم. يتضمّن التفاعل الثانوي تفاعل القلويات مع خبث الفرن العالي الحبيبي.